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TP 3: El control por tiempo Introducción Los sistemas automáticos más sencillos son aquellos en los que los cambios ocurren en función del tiempo transcurrido. En nuestra vida cotidiana podemos reconocer una gran cantidad de sistemas que operan de este modo: electrodomésticos que funcionan durante cierto tiempo, luces de pasillo que se apagan automáticamente, semáforos, vidrieras que se iluminan a partir de cierta hora, válvulas de riego que se abren dos veces al día durante cierto tiempo, carteles luminosos que se encienden y apagan de manera “titilante”.
Estructura de los sistemas automáticos de control por tiempo
Diagrama de bloques genérico de un sistema de control por tiempo.
Análisis de sistemas automáticos de control por tiempo Analizar los siguientes casos de control de acceso y mencionar, en cada caso, cuántas son las acciones de control por tiempo. Caso 1: En un puesto de peaje, la barrera, se levanta cada vez que un sensor óptico detecta la llegada de un auto. Luego de un tiempo, la barrera vuelve a bajar
Caso 2: En el mismo puesto de peaje se ha incorporado un sensor que detecta cuando el auto termina de pasar por la barrera.
Caso 3 Para mejorar el funcionamiento de la barrera se incorporan dos sensores. Uno que detecta que se encuentra baja y, el otro, alta.
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Programación de sistemas automáticos controlados por tiempo Para realizar la programación usaremos el software “Robolab” que se encuentra instalado en las computadoras. 1. En la imagen se muestra un programa que permite hacer subir la barrera durante 4 segundos. Realizar y ejecutar el programa (trabajar en el “Inventor 2”).
¿Cómo transferir el programa al controlador?
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Enfrentar el RCX al transmisor, encenderlo con la tecla roja, y seleccionar el número donde se almacenará el programa (3 a 5), con la tecla gris.
Presionar la flecha para transferir el programa.
Ejecutar el programa presionando “Run”
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Educación Tecnológica 2. Realizar un programa para que la barrera se eleve 5 cm ¿Qué parámetro del programa permite determinar la cantidad de centímetros que se elevará la barrera?
3. Repetir el ejercicio anterior, pero bajando la potencia del motor a la mitad ¿Cómo influye la potencia del motor en la distancia recorrida por la barrera?
4. Realizar un programa que permita que la barrera se abra, se quede un tiempo detenida arriba y luego vuelva a bajar. Escribir o copiar el programa en el espacio en blanco.
5. Modificar el programa anterior de manera tal que la secuencia de apertura y cierre se repita 4 veces (explorar en el programa las instrucciones que permiten repetir una secuencia de acciones). Escribir o copiar el programa en el espacio en blanco.
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Representación de sistemas automáticos controlados por tiempo Diagramas de estados Al igual que los diagramas de tiempo, los diagramas de estados permiten representar el comportamiento de un sistema. La siguiente figura ilustra tanto el funcionamiento de un semáforo de la ciudad de Buenos Aires.
A partir de la figura observamos que la secuencia se divide en etapas. Llamaremos “estados” a cada una de estas etapas. Cada estado dura un intervalo de tiempo determinado y puede identificarse mediante la combinación de luces correspondiente. En el ejemplo el segundo estado es “roja - amarilla” y el cuarto “amarilla”. Las flechas indican la transición de un estado al siguiente. En este caso cada cambio de estado implica que algunas lámparas se enciendan y otras se apaguen. En nuestro ejemplo, en la transición del segundo al tercer estado se apagan las lámparas roja y amarilla y se enciende la verde.
Para representar Estado
Usamos el siguiente símbolo
Cambio de estado Inicio Fin
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Análisis de diagramas de tiempos
El siguiente diagrama de tiempos corresponde al funcionamiento de un semáforo convencional.
Analizar el diagrama y responder las siguientes cuestiones: 1. Marcar sobre el diagrama un ciclo completo del semáforo. ¿Cuánto tiempo dura el ciclo en este caso?
2. Marcar en el diagrama un intervalo de tiempo durante el cual dos o más lámparas estén encendidas. ¿Cuánto dura ese intervalo de tiempo?
3. ¿Durante cuanto tiempo está encendida la lámpara amarilla a lo largo de un ciclo completo?
4. Diseñar un programa Robolab que ejecute la secuencia completa de un semáforo real. Escribir el programa en el espacio en blanco.
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Ejercitación: El diagrama de tiempos como herramientas para comparar comportamientos.
5. ( T ) Los semáforos de la ciudad de Tigre presentan una ligera diferencia de comportamiento respecto de los de la Capital Federal. El siguiente diagrama de tiempo corresponde a dichos semáforos Roja
Amarilla
Verde
0
20
40
60
80
100
120
140
160 t[s]
Describir la diferencia entre este semáforo y el convencional.
6. ( T ) Diseñar un programa Robolab que ejecute la secuencia completa de un semáforo de Tigre. Escribir el programa en el espacio en blanco.
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Representación de comportamientos con diagramas de tiempos.
Los semáforos para peatones poseen dos lámparas: una indica cuando está permitido cruzar y la otra indica la prohibición. El ciclo de funcionamiento es el siguiente:
Se enciende la lámpara “cruzar”. Esta lámpara permanece encendida durante cierto tiempo (ej. 20 seg.) mientras la otra se mantiene apagada.
Cumplido este tiempo se apaga la lámpara “cruzar” y comienza a destellar la lámpara “no cruzar”. Se producen 4 destellos, con 1 seg. entre destello y destello.
A continuación queda encendida la lámpara “no cruzar” durante cierto tiempo (ej. 30 seg.).
Finalmente se apaga la lámpara “no cruzar” y el ciclo vuelve a comenzar.
7. ( T ) Representar el funcionamiento del semáforo peatonal mediante un diagrama de tiempos.
8. Representar el funcionamiento del semáforo peatonal mediante un diagrama de estados.
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Análisis de diagramas de estados
El siguiente diagrama de estados corresponde al comportamiento de un cartel luminoso que anuncia el nombre de un nuevo producto llamado “KAPO”. Cada letra del cartel posee un tubo luminoso que se puede encender separadamente. Para hacer la publicidad más llamativa el programador diseñó el comportamiento que representamos en el siguiente diagrama de estados.
Diagrama de estados del cartel luminoso Analizar el diagrama y responder las siguientes cuestiones: 9. Describir mediante un texto corto como funciona el cartel (Corregir un error que aparece en el diagrama de estados).
10. Representar el comportamiento del cartel mediante un diagrama de tiempos.
8. Cuando el dueño de la empresa vio funcionando el cartel pidió que el tiempo durante el cual el cartel está todo encendido sea más largo. ¿Qué modificaciones le harías al diagrama de estado para cumplir con esta nueva especificación?
