PAGE

SENSORES Y ACTUADORES

PROFESOR: Carlos Mardones2011

LOS SENSORES

04-05

SENSORES POR MAGNETISMO

06-07

SENSORES POR EFECTO HALL08-09

SENSORES POR CONDUCTIVIDAD ELCTRICA 10-11

SENSORES TERMOELCTRICOS12-13

SENSORES FOTOELCTRICOS14-15

SENSORES PIEZOELCTRICOS16-17

SENSORES POR ULTRASONIDOS Y RADIOFRECUENCIA

18-19

SENSORES: INTERRUPTORES Y CONMUTADORES20-21

ACTUADORES

22-23

ACTUADORES ELECTROMAGNTICOS24-25

ACTUADORES CALEFACTORES26-27

ACTUADORES: ELECTROMOTORES28-29

ELECTROMOTORES: MOTOR PASO A PASO30-31

ACTUADORES ACSTICOS32-33

ACTUADORES: PANTALLAS DE CRISTAL LQUIDO34-35

UNIDAD DE CONTROL: TCNICAS DIGITALES36-37

UNIDAD DE CONTROL: PUERTAS LGICAS38-39

UNIDAD DE CONTROL: ESTRUCTURA INTERNA40-41

Los sensores son los dispositivos que convierten (traducen)una magnitud fsica en una seal elctrica.Se utilizan muchos tipos de sensores y su clasificacin dependedel principio de funcionamiento en que se basan.

LOS SENSORES

Transmisin de seales

En un sistema electrnico, el sensor es el elemento dispuesto expresamente para obtener informacin. La palabra sensor es el nombre popular con el que se conocen los transductores. Se fabrican gran variedad de transductores, capaces de convertir cualquier parmetro fsico, qumico o biolgico en una magnitud elctrica. El fenmeno de la transduccin puede darse de dos modos: Activo: cuando la magnitud fsica a detectar proporciona la energa necesaria para la generacin de la seal elctrica, como por ejemplo los sensores piezoelctricos o magnticos.

Pasivo: cuando la magnitud a detectar se limita a modificar algunos de los parmetros elctricos caractersticos del elemento sensor, tales como resistencia, capacidad, reluctancia, etc.

Casi siempre es necesario algn tipo de acondicionamiento de la seal elctrica, aunque no se precise alimentacin. Determinados sensores suministran la seal de salida en modo digital, no obstante lo ms habitual es encontrar que la magnitud elctrica que proporciona sea de tipo analgica. Un ejemplo sencillo de sensor lo compone el aforador de combustible, el cual transforma el nivel del depsito en una seal elctrica.

Clasificacin de los sensores

Por radiofrecuencia.

Interruptores y conmutadores.

Generalmente los sensores van asociados a alguna Unidad de Control Electrnico, donde se produce el acondicionamiento de la seal.

La respuesta que proporciona un sensor depende de la magnitud fsica que puede ser detectada y traducida en una variacin elctrica y del principio fsico en que se base. Existen numerosos sensores que miden parmetros muy diversos. Para su estudio atendiendo al principio de funcionamiento se han clasificado en los siguientes tipos:

Magntico.

Por efecto hall.

Por conductividad elctrica.

Termoelctricos.

Fotoelctricos.

Piezoelctricos.

Por ultrasonidos.Los sensores magnticos se basan en el fenmeno del magnetismo de un imno una bobina. Su campo de aplicacin se extiende desde la medicin de revoluciones hastala deteccin del campo magntico terrestre en los sistemas de navegacin por satlite.

La seal proporcionada por el sensor generalmente es acondicionada electrnicamente para que la Unidad de Control pueda entender e interpretar los datos.

SENSORES POR MAGNETISMO

Fundamentos

El fenmeno electromagntico explica la relacin que existe entre el magnetismo y la electricidad.

Cuando gira la rueda dentada se produce una distorsin del flujo magntico y se induce en la bobina una corriente alterna senoidal. Un cable arrollado a un soporte, formando una bobina de espiras, se comporta como un imn cuando circula corriente elctrica por ella: alrededor de las espiras de la bobina se forma un campo magntico

similar al creado por un imn. Este fenmeno es reversible, ya que si una bobina es sometida a la variacin de un campo magntico, se produce en ella una corriente elctrica por efecto de la induccin. La corriente as generada es de tipo alterna.Aplicaciones

Transmisor de rgimen

Entre las aplicaciones ms comunes de los sensores magnticos se encuentra el transmisor de rgimen de revoluciones. La seal se obtiene por efecto de la induccin electromagntica y el elemento sensor lo compone una bobina arrollada a un ncleo imantado.

La seal se obtiene gracias a la variacin del campo magntico que produce una rueda dentada (de material ferromagntico) que al girar frente a la bobina imantada hace variar el flujo que la atraviesa, lo que induce

Smbolo del TRANSMISOR DE NIVELDE LQUIDO DE FRENOS

interior una corriente alterna. Cuando gira la rueda dentada los dientes pasan cerca del imn y la reluctancia, es decir, el camino que sigue el flujo magntico entre la bobina y el imn vara y esta variacin provoca la aparicin de una tensin inducida en la bobina.

La frecuencia de la corriente de salida de la bobina es proporcional a la velocidad de la rueda.

Interruptor de seguridad

El interruptor de seguridad, tambin denominado contacto reed, se utiliza como interruptor electromecnico en los sistemas Airbag.

Se compone de una ampolla de cristal en cuyo interior se hallan dos contactos metlicos separados; al someter a la ampolla a un campo magntico, proporcionado por un cilindro imantado que

se desplaza, los contactos cierran el circuito elctrico. Un muelle mantiene el cilindro en una posicin que impide el disparo involuntario.

Otras aplicaciones

Los sensores de tipo magntico encuentran muchas aplicaciones dentro del automvil, apareciendo cada da nuevas funciones, entre las que cabe destacar:

Transmisor de la posicin de la corredera de regulacin (TDi, SDi).

Transmisor de la carrera de aguja de inyector en los sistemas TDi.

Sensor de campo magntico (brjula) en sistemas de navegacin por satlite (GPS).

Los sensores basados en el tipo reed se utilizan tambin como:

Transmisor de nivel de lquido de frenos.

Funcionamiento del interruptor

de seguridad tipo reedCuando se desplaza el anillo imantado, se cierra el contacto elctrico.Gracias a las caractersticas elctricas de los sensores hall, su campo de aplicacinse extiende desde los clsicos detectores de posicin y velocidad del motor, hastaotras aplicaciones ms sofisticadas y menos conocidas como el transmisor de aceleracinen sistemas electrnicos de estabilidad programada (ESP).

SENSORES POR EFECTO HALLFundamentos

Los sensores hall se basan en el denominado efecto hall que se produce cuando un cierto tipo de semiconductor al ser recorrido por una corriente y sometido a un campo magntico, genera en sus extremos una diferencia de tensin. La ilustracin representa el funcionamiento de un sensor de efecto hall. Una pequea pastilla contiene el material semiconductor. Cuando es sometido a la accin de un campo magntico, las lneas de fuerza producen un desplazamiento interno de cargas elctricas, lo que origina que aparezca una diferencia de cargas, y por lo tanto de tensin, entre los extremos del elemento sensor, con un valor proporcional a la intensidad del flujo magntico. La pastilla hall va montada sobre un circuito integrado que se encarga de conformar la seal. Las cualidades del sensor hall posibilitan que pueda utilizarse para un gran nmero de aplicaciones donde se requiere una respuesta rpida y perfectamente cuadrada. Pero tambin se aprovecha el principio de funcionamiento para medir la intensidad de un campo magntico, siendo ste el principio en que se basan el transmisor de aceleracin transversal y tambin las pinzas amperimtricas, que miden la corriente que circula por un cable a partir del campo magntico detectado alrededor del cable.

E N P R O F U N D I D A D

El corazn de un emisor hall lo constituye un pequeo circuito integrado que contiene, adems de la clula o pastilla sensible al campo magntico, la electrnica asociada para proporcionar una seal cuadrada. La clula hall, cuando detecta el campo magntico, genera una pequea tensin que alimenta la base de un transistor, de modo que el transistor montado con el emisor a masa conduce y pone el colector a masa. Por esta razn al comprobar la seal de mando de un transmisor hall, cuando la clula est sometida al campo magntico, la onda cuadrada se encuentra a nivel bajo (transistor conduciendo a masa).

Aplicaciones

Transmisor hall

El transmisor hall se utiliza como detector de revoluciones y de posicin angular del cigeal.

En determinados sistemas el transmisor va alojado en el distribuidor. Un rotor dotado con ventanas gira interrumpiendo el campo magntico que incide sobre l, lo cual produce impulsos elctricos que sern utilizados por los sistemas de gestin electrnica del motor.

Otras aplicaciones

Los sensores de efecto hall resultan muy apropiados para otras muchas aplicaciones, entre las que se encuentran:

Transmisor de aceleracin transversal en el sistema electrnico de estabilidad programada (ESP).

Deteccin del nivel del vehculo para proceder a la nivelacin de altura.

Regulacin de la posicin de los faros de tipo Xenn.

Sensor de revoluciones para el cuentakilmetros.

Transmisor de posicin del actuador de mariposa (Monomotronic).

Transmisor gonimetro para medir el ngulo de giro de la direccin en sistemas ESP.

Los sensores por conductividad elctrica agrupan a los que modificansu resistencia elctrica o su conductividad; tal es el caso de los potencimetros quevaran su resistencia o la sonda lambda que modifica su conductividad elctrica.SENSORES POR CONDUCTIVIDAD ELCTRICA

Fundamentos

La conductividad define la facilidad con que circula la corriente por una sustancia cuando se halla sometida a determinadas condiciones fsicas.

La conductividad de un material puede originarse por un cambio en su estructura atmica, en la cual se permite que los electrones puedan circular libremente o bien facilitar el paso de iones de otras sustancias (los iones son tomos cargados elctricamente). La conductividad depende del nmero de electrones libres, y en los metales es funcin inversa de la temperatura. A temperaturas prximas al cero absoluto la con ductividad alcanza valores casi infinitos (resistencia nula) para algunos metales, fenmeno que se conoce con el nombre de superconductividad.

Aplicaciones

Sonda lambda

La sonda lambda (tambin denominada sonda de oxgeno) mide la proporcin de oxgeno en el tubo de escape. La sonda est compuesta por un cuerpo cermico recubierto de un electrodo permeable a los gases (platino). La parte exterior de la sonda se halla en contacto con el flujo de gases de escape, mientras que la parte interior est en contacto con el aire ambiente.

A partir de una elevada temperatura (300 C) la cermica se vuelve conductora para los iones de oxgeno. Si la proporcin de oxgeno es diferente en ambos lados de la sonda, exterior e interior (por ejemplo con mezcla pobre hay mucha cantidad de oxgeno), se produce una tensin elctrica del orden de 100 mV, por el contrario si la diferencia de oxgeno es grande (con mezcla rica hay escasez de oxgeno) la tensin generada por la cermica es de 900 mV. Gracias a la seal proporcionada por la sonda lambda la Unidad de Control corrige el tiempo de inyeccin para mantener la composicin de la mezcla en valores cercanos a lambda = 1.

Potencimetro de la mariposa El potencimetro es un tipo de sensor que vara su conductividad (variacin de la resisten

cia) por accionamiento mecnico. El potencimetro de la mariposa (G69) est en el cuerpo de la unidad central de inyeccin. Posee una pista por la que se desliza el cursor y proporciona una seal lineal en funcin de la posicin de la mariposa; de este modo la Unidad de Control reconoce cul es la posicin de la mariposa en cada momento as como la velocidad en que vara la posicin.

Otras aplicaciones

Hay tambin algunas otras aplicaciones que se basan en la variacin de la conductividad elctrica, como por ejemplo las siguientes:

Transmisor de nivel del lquido refrigerante.

Transmisor de nivel del limpiaparabrisas.

Potencimetro del acelerador TDi.

Aforador de combustible.

El transmisor de nivel del lquido refrigerante utiliza el principio de conductividad elctrica.

Los sensores termoelctricos proporcionan una variacin elctrica cuandoexiste una alteracin en la temperatura.Constituyen el principio de funcionamiento del transmisor de temperatura,pero tambin del medidor de masa de aire.SENSORES TERMOELCTRICOSFundamentos

Los metales, as como algunos otros compuestos, presentan una clara sensibilidad a los cambios de temperatura.

El aumento de temperatura dilata los cuerpos y, en el caso de los metales, modifica su resistencia elctrica. Esta caracterstica es el fundamento de las termo resistencias: sensores cuya variacin de resistencia guarda proporcin con la temperatura a la que estn sometidas.

Algunos compuestos se fabrican especialmente para conseguir un coeficiente de temperatura negativo o positivo, dando origen a las resistencias tipo PTC o NTC.

Un caso particular de termo resistencia, muy precisa y de respuesta lineal, es la que utiliza como elemento sensor el platino puro que posee una resistencia de 100 ~ a 0 C.

Aplicaciones

Transmisor de temperatura

del lquido refrigeranteSe construye en un cuerpo hueco, en cuyo interior se halla colocada la resistencia tipo NTC; cuando aumenta la temperatura a la que es sometida, su resistencia experimenta una disminucin en su valor y esta alteracin convertida en una variacin de tensin es lo que se transmite al elemento asociado para que pueda conocerse la temperatura.

Medidor de masa de aire

El medidor de masa de aire se utiliza en los sistemas de gestin electrnica del motor. Se intercala en el conducto de aspiracin para medir el caudal msico de aire que entra al motor y poder as determinar los parmetros de funcionamiento que correspondan. El sensor lo compone un hilo de platino (resistencia tipo PTC) o pelcula caliente que modifica su resistencia al paso del aire.

Un circuito electrnico regula la corriente del elemento sensor provocando una sobre temperatura superior a los 100 C con respecto a la temperatura ambiente; la corriente necesaria para mantenerlo caliente es proporcional al enfriamiento que experimenta el filamento por el flujo de aire de entrada al motor. La corriente que atraviesa el elemento sensor es proporcional a la masa de aire aspirada por el motor y constituye la magnitud que llevada a la Unidad de Control, servir para determinar los valores de masa de aire aspirado por el motor. Una resistencia NTC, colocada antes del elemento sensor, sirve para registrar la temperatura del aire aspirado y establecer as la regulacin de la corriente del filamento segn la temperatura ambiente, de modo que la medida de masa de aire aspirado se inicie siempre tomando como referencia la temperatura ambiente.Otras aplicaciones

Otros sensores de temperatura tambin utilizados en el automvil y que cabe resaltar son:

Transmisor de temperatura del aceite del motor.

Transmisor de temperatura del aire de admisin en sistemas de gestin del motor SPI.

Transmisor de temperatura exterior en sistemas de climatizacin.

Funcionamiento de un medidor de masa de aire

El sensor lo compone generalmente un hilo de platino caldeado que modifica su resistencia al enfriarse por el paso del aire, lo que se traduce en una variacin de tensin.

Los sensores fotoelctricos se utilizan en aplicaciones donde se aprovecha la energasolar o bien se pretende transmitir informacin a travs de infrarrojos.

SENSORES FOTOELCTRICOS

Fundamentos

Los sensores fotoelctricos abarcan a varios tipos de elementos que son sensibles a diferentes formas de radiacin luminosa: visible, infrarroja, ultravioleta, etc. Hay sensores que transforman la energa luminosa que reciben en energa elctrica, como las clulas solares, cuyo funcionamiento se basa en el hecho de que cuando incide luz sobre un material semiconductor, algunos electrones reciben la energa suficiente para escapar de la rbita que ocupaban en el tomo, transformndose en electrones libres capaces de crear una corriente elctrica. Hay otros sensores que reaccionan de modo diferente a la exposicin luminosa, ya que se produce una disminucin de su resistencia elctrica, como es el caso de las fotorresistencias. Otro elemento sensible a la luz solar lo constituye el fotodiodo; se trata de un semiconductor que en ausencia de luz deja pasar una reducida corriente. A medida que aumenta la radiacin solar, crece el flujo de corriente y cuanto ms intensa es la radiacin mayor el flujo de corriente. Hay fotodiodos sensibles a otro espectro de la luz como son los infrarrojos o ultravioleta.

Aplicaciones

Clulas solares

Las clulas solares se emplean como generadores de corriente en los sistemas de climatizacin que disponen techo corredizo con colector solar.

Se montan varias clulas formando una placa en el techo corredizo, y sirven para aprovechar la radiacin solar que incide sobre el vehculo y transformarla en energa elctrica. Con la energa as obtenida se acciona una turbina que renueve el aire en el interior del habitculo, rebajando de este modo la temperatura varios grados.

Una Unidad de Control se encarga de accionar y regular el funcionamiento del sistema.

Sensor de infrarrojos (IR)

El sensor de infrarrojos es utilizado en determinados sistemas de cierre centralizado con mando a distancia.

El elemento sensor lo forma un grupo de fotodiodos sensible al espectro de la radiacin infrarroja. Durante su funcionamiento el sensor captar la seal luminosa (invisible para el ojo humano) emitida por el emisor que contiene el cdigo de activacin-desactivacin del cierre.

Otras aplicaciones

Tambin se utiliza el fotodiodo como fotosensor destinado a medir la radiacin solar.

En sistemas de climatizacin, el fotodiodo va montado en el salpicadero, la intensidad de corriente que fluye por l depender del nivel de luminosidad que recibe, de modo que la Unidad de Control puede regular as el funcionamiento del aire acondicionado..

Los dispositivos piezoelctricos producen una variacinde su resistencia elctrica o generanuna tensin como respuesta a las fuerzas mecnicas a las quees sometido en forma de presin.

SENSORES PIEZO ELCTRICOSFundamentos

El efecto piezoelctrico consiste en la aparicin de una polarizacin elctrica en un material al deformarse bajo la accin de una fuerza. Segn el material empleado, el fenmeno puede generar una pequea tensin o variar su resistencia elctrica.

Determinados cristales naturales (cuarzo) o sintticos tienen una disposicin atmica tal que cuando son sometidos a una fuerza de compresin, su estructura se deforma de tal modo que las cargas elctricas (electrones y protones) se desplazan en sentido opuesto, perdiendo su equilibrio natural, lo que hace surgir una diferencia de tensin entre una cara y otra. El sensor piezoelctrico as obtenido es de tipo activo y permite el desarrollo de dispositivos capaces de medir fuerzas de compresin, vibracin y aceleracin. Otro tipo de sensor, ste de tipo pasivo, es el piezorresistivo, el cual se basa en la variacin de la resistencia de un compuesto de silicio (material semiconductor) dispuesto sobre una superficie de xido, formando una pelcula. Cuando el sensor es sometido a una deformacin de su geometra, sus tomos tambin varan su disposicin modificando el camino de los electrones libres, lo que modifica su resistencia elctrica. Se utiliza como elemento sensor de presin y el mtodo de medida lo constituye una delgada capa de silicio (resistencia) impresa sobre un diafragma, la cual es sensible a la deformacin que experimenta el diafragma cuando es sometido a una presin.Aplicaciones

Transmisor de presin del colector

El transmisor de presin es de tipo pasivo, convierte la variacin de presin en el colector en una variacin de tensin, gracias a un divisor de tensin formado por resistencias. Se compone de un recinto donde hay dispuesto un diafragma sensible a la presin absoluta del colector; sobre el diafragma se hallan las resistencias de material piezorresistivo, formando parte de un circuito de medida. Cuando el diafragma se deforma por accin de la presin en el colector, el transmisor proporciona una valor de tensin en proporcin directa con el grado de presin (la carga del motor) que hay en ese momento.

Con esta informacin, la Unidad de Control Electrnico podr determinar los parmetros de funcionamiento del motor.

Otras aplicaciones

Hay muchos otros sensores basados en los fenmenos piezoelctricos, como por ejemplo los siguientes de tipo activo:

Sensor de picado, utilizado en los sistemas de encendido electrnico con avance programado.

Transmisor de revoluciones y de carga para motores diesel.

Sensor de la magnitud de viraje en el sistema electrnico de estabilidad programada (EPS).

Sensor de aceleracin Airbag para medir la aceleracin y deceleracin del vehculo.

En cuanto a los de tipo pasivo, pueden citarse:

Sensor altimtrico que mide la presin atmosfrica, destinado en sistemas de gestin del motor.

Transmisor de presin de frenada.

Funcionamiento del transmisor de presin del colector

La presin altera la forma del material piezo resistivo modificando su resistencia elctrica.

Los ultrasonidos y la radiofrecuencia son procedimientos muy eficacespara el control a distancia y la exploracin de volmenes.

SENSORES POR ULTRA SONIDOS Y RADIOFRECUENCIA

Fundamentos sobre ultrasonidos

Los ultrasonidos se definen como los sonidos cuya frecuencia de vibracin es superior al lmite perceptible por el odo humano. Se propagan por el aire y su frecuencia puede modificarse al encontrar o rebotar en un objeto. Para generar ultrasonidos se utiliza un transmisor, similar a un pequeo altavoz cermico, que resuena a una elevada frecuencia (por encima de los 40 kHz) y cuando el receptor, que es parecido a un micrfono, capta la vibracin, emite seales elctricas que pueden ser detectadas electrnicamente.

Aplicaciones

Sensor volumtrico

El sensor volumtrico por ultrasonidos se utiliza como detector de presencia en sistemas antirrobo.

El transmisor y receptor se hallan dispuestos en el interior del habitculo. El emisor genera un sonido de elevada frecuencia, y el receptor recibe el eco y lo transforma en una seal elctrica (de modo anlogo a un micrfono). Si se produce cualquier movimiento en el interior del vehculo se modifica el valor del eco registrado. La Unidad de Control se sirve de esta seal para identificar la posible entrada de personas no autorizadas al interior del vehculo.

Otras aplicaciones

Otra aplicacin de los ultrasonidos es como transmisor ultrasnico, en el sistema de asistencia acstica de aparcamiento (APS).

Fundamentos sobre radiofrecuencia

La transmisin y recepcin va radio de informacin se denomina radiofrecuencia, englobando esta.

.

definicin la comunicacin media-nte ondas radioelctricas emitidas al espacio y recibidas por un receptor.

Las ondas que se emiten al espacio y que contienen la informacin, son generadas por una corriente alterna de alta frecuencia que recorre una antena.

El receptor recibe estas ondas y les extrae la informacin convirtindola en una orden: activacin,

apagado, etc.

Aplicaciones

Mando a distancia

Los sistemas de mando a distancia mediante radiofrecuencia los componen un pequeo emisor transportable y el receptor, que se encuentra en el interior del

vehculo.

Al accionar el emisor, genera e irradia al aire una onda portadora que contiene el cdigo con la informacin. El receptor recibe el cdigo y lo compara con el contenido en su programa y si ambos coinciden, activa la funcin ordenada: activacin o desactivacin del cierre, o activacin y desactivacin

de la alarma antirrobo.Otras aplicacionesOtros elementos sensores de radiofrecuencia son las antenas receptoras.

La unidad de lectura de la llave del Inmovilizador electrnico es una

antena receptora.

Otros tipos de antenas son las de audio, las cuales pueden ser de tipo activo, que incorporan su propia electrnica para amplificar la seal, destacando por su reducido tamao; y las antenas pasivas, que por el contrario no necesitan alimentacin, pero sus cualidades vienen condicionadas por su longitud, ya que de ella depende la mejor recepcin de una banda de frecuencias determinada.

.

Hay una amplia gama de sensores cuyo funcionamiento se limita nicamente ainterrumpir un circuito elctrico o conmutar a otro cuando es activado,bien mecnicamente o por la accin de otro fenmeno fsico(presin de aceite, temperatura, rotura de cristales, etc.).SENSORES: INTERRUPTORES Y CONMUTADORESFundamentos

Existe un buen nmero de sensores cuya seal es proporcionada por accionamiento de origen mecnico, trmico o de cualquier otra naturaleza fsica; y generalmente su accin se limita a cerrar o abrir un circuito elctrico, siendo este procedimiento la consigna de mando. Aunque son muchos los sensores de este tipo, se cita a continuacin alguna muestra de ellos.

Aplicaciones

Interruptor de presin de aceite

Tambin llamado mono contacto, se compone de un interruptor de presin en comunicacin con el circuito de engrase, que se halla tarado a una determinada fuerza. El interruptor es accionado por la presin del aceite en el crter, abriendo o cerrando el circuito cuando se alcanza una presin determinada de tarado, lo que provoca el apagado de la lmpara testigo en el cuadro de instrumentos.

Conmutador trmico del ventilador

El conmutador trmico del ventilador pone en marcha el ventilador del radiador del lquido refrigerante del motor, a dos velocidades, gracias al sistema de conmutacin que activa dos contactos a diferente temperatura.El elemento sensor es una cpsula de cera que se dilata por efecto trmico y en cuyo desplazamiento empuja dos contactos tarados a diferente fuerza. En consecuencia cada contacto cierra el circuito a una fuerza

de empuje que corresponde a una temperatura especificaSensor de impacto

Este sensor se utiliza para detectar posibles impactos.

El conjunto sensor lo componen cuatro placas, dos bolas metlicas y dos separadores de goma. Las placas centrales estn imantadas y forman parte de los contactos de un interruptor. La seal se produce de este modo: las bolas se hallan sometidas a la accin del campo magntico de un imn y se encuentran pegadas a las placas; al producirse un choque las fuerzas de inercia de las bolas vencen el campo magntico y se desprenden de su alojamiento estableciendo contacto entre las placas, lo que cierra el circuito elctrico.

Sensor de rotura de cristales

Se trata de un pequeo filamento que forma parte de un circuito elctrico y que se halla insertado en los cristales. En caso de rotura, se interrumpe el circuito, lo que hace que se active la alarma antirrobo.

Otras aplicaciones

Hay muchas aplicaciones que funcionan en base a un accionamiento mecnico, por citar algunos otros ejemplos:

Conmutador de cerradura de puerta en sistemas de cierre centralizado.

Interruptor de puertas para el encendido de luces.

Conmutador de elevalunas.

Conmutador multifuncin en cambio automtico.

Interruptor de luz de freno.

Sensor de impacto

Al producirse un impacto, la bola se desprende y produce el contacto elctrico.

Se define como actuador a todo aquel dispositivo que transforma la energaelctrica que recibe en otro tipo de energa, normalmente mecnica o trmica queejecuta finalmente las condiciones de funcionamiento del sistema, que previamenteha establecido la Unidad de Control Electrnico.

ACTUADORESDefinicinEn un sistema de gestin electrnica los sensores son los elementos encargados de obtener la informacin, es decir, proporcionan las seales de entrada a la Unidad de Control para que sta pueda determinar la orden de salida. Esta orden de salida es convertida en una seal elctrica que se enva a un accionador o actuador que convertir la energa elctrica en otra forma de energa. Los tipos de actuadores presentes en un automvil son muy variados; van desde los muy sencillos y directos como un rel que recibe una corriente y acciona un contacto, a otros que incorporan su propia electrnica de conversin, como es el caso por ejemplo de las pantallas, las cuales disponen de sus propios circuitos electrnicos para transformar la seal de entrada en una cifra o cualquier otra indicacin visual.Clasificacin de los actuadores

Al igual que sucede con los sensores, los actuadores son dispositivos que proliferan cada vez ms en el automvil como consecuencia de la mayor

implementacin de nuevos sistemas electrnicos. Para su estudio y presentacin los actuadores pueden clasificarse de diverso modo, porque los hay de diversa naturaleza. No obstante es preferible clasificarlos segn el principio bsico de funcionamiento. Electromagnticos: son los basados en el magnetismo o el electromagnetismo.

Calefactores: son aquellos que generan calor.

Electromotores: son accionamientos donde intervienen motores elctricos.

Electromotores: motores paso a paso.

Acsticos: son los sensores relacionados con el sonido.

Pantallas de cristal lquido: son los actuadores que presentan un mensaje visual o introducen una informacin grfica.

Mediante los actuadores electromagnticos, aprovechando el efecto electroimncreado por la corriente al circular por una bobina, es posible controlar elevadascorrientes de potencia, as como la circulacin de fluidos en circuitoshidrulicos o neumticos (rels, electrovlvulas, etc.).Tambin es posible la transformacin de la tensin para el encendido.ACTUADORES ELECTROMAGNTICOSFundamentos

Los actuadores electromagnticos se basan en el magnetismo, que puede ser de origen natural, mediante un imn, o creado por la electricidad (efecto electroimn). Tambin se incluyen aqu otros fenmenos relacionados con la electricidad y el magnetismo: como la induccin electromagntica que consigue generar alta tensin, principio de los transformadores de encendido.

Aplicaciones

Rels

El funcionamiento del rel se basa en el efecto electroimn que tiene lugar cuando circula corriente por una bobina arrollada a un ncleo de hierro dulce. El rel se construye para facilitar

que corrientes de elevado valor puedan circular de modo controlado, con una pequea corriente de mando. Dispone de dos circuitos, uno de potencia por donde circular la corriente de la batera hacia el elemento consumidor y otro circuito de mando, de bajo consumo que puede ser gobernado con corrientes dbiles desde cualquier Unidad de Control.

Vlvulas de inyeccin

Las vlvulas de inyeccin, tambin llamadas inyectores o electrovlvulas, son dispositivos electromagnticos que funcionan abriendo y cerrando el circuito de presin de combustible en respuesta a los impulsos que le aplica la Unidad de Control

.

Estas vlvulas van montadas en los equipos de inyeccin donde normalmente se destina una vlvula para cada cilindro como en los sistemas de gestin del motor Simos.

Constan de un cuerpo de vlvula donde se encuentra la bobina y una aguja inyectora mantenida en posicin de reposo (cerrando el paso de combustible) mediante la accin de un muelle. Cuando la bobina recibe corriente, la aguja es levantada debido al efecto electroimn de su asiento y el combustible puede salir a presin por la ranura calibrada.

La cantidad exacta de combustible que suministra la vlvula depende del tiempo de inyeccin, es decir, del tiempo que permanece abierta; y este valor es determinado por la Unidad de Control Electrnico segn las condiciones de funcionamiento del motor.

El caudal establecido se convierte as en impulsos elctricos que recibe la vlvula y la modificacin del caudal se consigue haciendo variar el tiempo de inyeccin (entre uno y varios milisegundos).

Otras aplicaciones

Hay muchas aplicaciones donde se utilizan actuadores electromagnticos, como:

Electrovlvula de ventilacin del depsito de carbn activo.

Acoplamiento magntico del compresor de aire acondicionado.

Transformador de encendido.

Funcionamiento de una vlvula

de inyeccin

Cuando la bobina recibe corriente, la aguja es levantada de su asiento y el combustible puede salir a presin por la ranura calibrada.

Cuando es preciso elevar la temperatura en un punto determinado,se requiere utilizar elementos calefactores que al paso de corriente seancapaces de generar calor.ACTUADORES CALEFACTORESFundamentos

Los actuadores calefactores son los que producen calor gracias al efecto Joule. Este efecto relaciona la corriente que circula por una resistencia y la energa liberada en forma de calor. El calor se produce cuando una elevada corriente (muchos electrones) al atravesar un conductor con poca resistencia, provocan entre ellos numerosas colisiones y fricciones, lo cual hace incrementar la temperatura. Se utilizan como resistencias calefactoras hilo metlico con una aleacin determinada (cromo-nquel)que le confiere un elevado coeficiente de resistividad (alto valor hmico) y adems posee una gran resistencia al calor. Tambin se fabrican a base de compuestos semiconductores dispuestos sobre una superficie.

Aplicaciones

Bujas de precalentamiento diesel

Los motores diesel estn equipados con bujas de precalentamiento para facilitar el arranque en fro. Son autorreguladas, de calentamiento rpido y estn diseadas como resistencias PTC: su resistencia aumenta con la temperatura.

En

fro presentan muy baja resistencia, por lo que fluye mucha corriente y se alcanza rpidamente la temperatura normal de servicio, pero una vez caliente, su resistencia aumenta limitando y regulando as el paso de la corriente. El tiempo de funcionamiento se halla generalmente limitado mediante un temporizador.

Bujas de calefaccin

Algunos vehculos diesel de ltima generacin con sistema de inyeccin directa (TDi) destinados a pases fros, montan un sistema de calefaccin adicional que consiste en incorporar bujas de calentamiento al circuito del lquido refrigerante, facilitando de este modo una rpida disponibilidad de calefaccin en el habitculo.

Otras aplicaciones

Tambin se utilizan otros actuadores calefactores, entre los que cabe citar:

Luneta trmica.

Resistencia calefactora del colector de admisin (erizo).

Radiador elctrico, para calefaccin

.

Las bujas de calefaccin permiten disponer de calefaccin rpida con motores fros.

Dentro de la familia de los electromotores hay una gran variedad dedispositivos destinados a diversas funciones: vlvulas de regulacinde ralent, bomba de combustible, elevalunas, relojes, etcACTUADORES: ELECTROMOTORESFundamentos

Los electromotores o motores elctricos basan su funcionamiento en el principio de que la energa elctrica se puede transformar en energa mecnica. Cuando circula corriente a travs de un conductor se crea a su alrededor un campo magntico; si este conductor se coloca bajo la accin de un fuerte campo magntico fijo (el estator) y de mayor intensidad (por ejemplo, un imn permanente), este ltimo trata de empujar y desplazar al conductor fuera del mismo.

Si el conductor forma una espira arrollada formando un inducido y se alimenta a travs de unas escobillas que crean un campo magntico opuesto al fijo (del estator), el campo magntico creado en el inducido formar una fuerza de reaccin que le obligar a girar en el interior del campo magntico fijo. Se construyen motores de diversas caractersticas tcnicas, como los motores rotativos de giro libre, con reductor o bien de giro limitado.

Aplicaciones

Bomba de combustible Citemos como ejemplo una bomba de rodillos del circuito de combustible del sistema de inyeccin.

El motor va alojado en una carcasa baado por combustible y se facilita la lubricacin. El inducido del motor recibe corriente a travs de las escobi-

llas, y hace girar el rotor donde se encuentran los rodillos, stos por la fuerza centrfuga se desplazan al exterior y actan como junta rotativa. Los rodillos crean en la entrada del combustible una cmara cuyo volumen aumenta, se llena de combustible y es desplazado hacia la salida donde el volumen disminuye, por lo que el combustible sale de este modo bombeado hacia el exterior. Vlvula estabilizadora de ralent

El tipo de vlvula estabilizadora de ralent consiste en un motor de inducido nico con el giro limitado. El inducido (rotor) est colocado de tal modo que hace girar la vlvula abriendo el paso de aire; al mismo tiempo se le opone la accin de un muelle que obliga a la vlvula a estar

cerrada. La corriente que recibe el motor crea una par de giro que se opone a la fuerza del muelle produciendo una posicin angular determinada, lo cual significa una determinada seccin de paso de aire. El control de la corriente sobre el motor se hace mandando la tensin nominal a impulsos, con una frecuencia fija y haciendo variar la relacin de ciclo.

Otras aplicaciones

Existen muy variadas aplicaciones donde se utilizan electromotores. Citemos como ejemplo las siguientes.

Elevalunas elctricos.

Reloj del cuadro de instrumentos.

Actuador de mariposa en sistemas Monojetronic y Monomotronic.

Dosificador de combustible en sistemas TDi.

Funcionamiento de la vlvula estabilizadora de ralent.

Un tipo especial de electromotor lo constituye el motor denominado paso a paso,cuyas caractersticas lo hacen muy adecuado para la regulaciny el giro controlado.ELECTROMOTORES: MOTORPASO A PASOFundamentos

EL motor paso a paso est constituido por un rotor de imanes permanentes y varias bobinas que configuran el estator. El rotor se encuentra en el interior de una armadura o jaula y se encuentra magnetizada con el mismo nmero de polos que los que puede crear una de las bobinas. La correspondencia entre el rotor (polos fijos) y el estator (polos variables) es la causa que provoca el giro escalonado del rotor, ya que las bobinas, arrolladas a unas masas polares, pueden ser alimentadas alternativamente, creando sobre las masas campos magnticos con polaridad opuesta a la armadura del imn, de tal modo que se produce desplazamiento del rotor hasta la posicin siguiente, es decir una fraccin (por esta razn se le denomina motor paso a paso).

La fraccin de giro o paso depende del nmero de polos del imn y de las bobinas de alimentacin (fases).

La Unidad de Control Electrnico se encarga de la excitacin de las bobinas, cambiando alternativamente la polaridad de cada grupo de bobinas para producir el giro o para cambiar el sentido de giro.

.

Aplicaciones

Vlvula estabilizadora de ralent

La estabilizadora de ralent del motor dotado con gestin SPI, emplea un motor paso a paso para controlar el rgimen de ralent mediante la modificacin de un paso de aire adicional al de la mariposa de los gases.

Est compuesto por un estator que posee dos bobinas y el rotor con los imanes permanentes, que tiene el eje roscado. Un cono de ajuste se halla roscado al eje del rotor, de tal modo que cuando el eje gira el cono se desplaza. El cono se intercala en el paso de aire adicional de modo que segn el sentido de giro del motor el cono cerrar o abrir el paso de aire.

Otras aplicaciones

Adems de esta aplicacin, los motores paso a paso tambin se utilizan para servicios, como por ejemplo:

Regulacin de las trampillas de ventilacin del sistema Climatronic.

Indicadores del cuadro de instrumentos del Arosa (cuentarrevoluciones, cuentakilmetros, nivel de combustible y temperatura del motor).

Funcionamiento de la vlvula estabilizadora de ralent mediante motor paso a paso.

En los actuadores acsticos se agrupa a los altavoces y avisadores acsticos;dispositivos ambos que sirven para proporcionar mayor confort durantela conduccin y un mtodo de advertencia sonora.ACTUADORES ACSTICOSFundamentos de los altavoces

Segn el principio fsico de funcionamiento los altavoces pueden ser de diversos tipos, los ms usuales son los electrodinmicos, electrostticos y piezoelctricos.

Ya que es muy difcil conseguir que un solo altavoz pueda reproducir el margen de frecuencias audible (20 Hz-20 000 Hz), en los sistemas de alta fidelidad se utilizan varios altavoces, que reparten la seal: graves, agudos o medios.

El ms corriente para equipos de msica es el de tipo electrodinmico, el cual se basa en el efecto electromagntico que transforma las oscilaciones elctricas de amplitud y frecuencia en vibraciones mecnicas, vibraciones que a su vez mediante un

elemento rgido producen ondas sonoras que se transmiten al espacio. El elemento rgido que produce el sonido pude ser una membrana construida con diferentes materiales: papel, aluminio, plstico, lmina de cermica (cuarzo), etc. Cada una de las cuales proporciona unas caractersticas sonoras peculiares. Una bobina por la que circula corriente es la encargada de excitar y hacer vibrar la membrana del altavoz.

Hay avisadores acsticos de tipo piezoelctrico donde la membrana es sustituida por una fina lmina de cermica. La vibracin se produce al entrar en resonancia la lmina tras ser excitada con una corriente alterna; variando la frecuencia de excitacin es posible modificar el tono.

Aplicaciones

Avisador acstico

El avisador acstico que monta el cuadro de instrumentos del Arosa lleva en su interior un pequeo altavoz de tipo piezoelctrico, que genera un zumbido o gong como seal de advertencia cuando el sistema electrnico detecta una cierta anomala; como por ejemplo falta de presin de aceite, exceso de velocidad, cinturn desabrochado, etc.

El dispositivo acstico consiste en una membrana cermica, excitada mediante un circuito electrnico que genera una frecuencia variable y modulada. El diminuto altavoz la transforma en el sonido caracterstico de un zumbido o un gong segn el tipo de advertencia.

Altavoces

Los altavoces utilizados en el sistema de autorradio tambin son considerados como actuadores ya que responden a las solicitudes de una unidad electrnica que puede ser el autorradio o un amplificador ecualizador. Adems por ellos tambin puede transmitirse informacin de ayuda al conductor. Hay dos tipos de altavoces: pasivos y activos

Los altavoces pasivos son excitados directamente por el equipo de audio: tienen la ventaja de su reducido tamao y buenas prestaciones, y tienen el inconveniente de que no pueden estar muy alejados de la fuente de sonido, porque se producen prdidas de energa, siendo necesario utilizar cables de alimentacin de gruesa seccin. Los altavoces activos, por el contrario, incorporan internamente un amplificador, por lo que pueden estar situados lejos de la fuente de sonido y utilizar cables de pequea seccin. No obstante, tienen el inconveniente de que necesitan ser alimentados independientemente con corriente.

.

Combinadas con la instrumentacin convencional, las pantallas o indicadoresde cristal lquido son capaces de reproducir prcticamente cualquier cifra,smbolo o signo en el campo visual del conductor y tambin servirpara otras aplicaciones, como ser la base del retrovisor antideslumbrante.ACTUADORES: PANTALLAS DE CRISTAL LQUIDOFundamento

El principio de funcionamiento de la pantalla de cristal lquido o display tipo LCD (Liquid Cristal Display) se basa en la opacidad o transparencia que se observa en un cristal lquido cuando es sometido a la accin de un campo elctrico. Entre dos superficies transparentes se introduce un lquido de cristal como medio indicador. El lquido ha de contener sustancias orgnicas, es decir, los denominados cristales lquidos. Por medio de electrodos aplicados a las dos superficies se puede crear un campo elctrico que influye sobre la permeabilidad luminosa del lquido, es decir, sobre el mayor o menor paso de luz. Si a estos electrodos se les da una forma concreta pueden representar cualquier smbolo.

De este modo una pantalla puede presentar, mediante una matriz de puntos, cualquier smbolo, grfico o carcter; convirtindose en un excelente medio de comunicacin visual.

La pantalla necesita de una electrnica de control propia para su funcionamiento.

Aplicaciones

Pantalla del cuadro de instrumentos

La principal aplicacin de la pantalla es como indicador de datos en el cuadro de instrumentos. Una sola pantalla puede mostrar varias indicaciones simultneamente y servir al mismo tiempo como monitor que permita la visualizacin de otros datos que puedan estar almacenados en la memoria.

Es posible el diseo de pantallas que incorporen distintas clases de informacin as como diversos smbolos explicativos. La pantalla se integra en un cuadro de instrumentos o bien forma parte de una unidad de manejo, como el caso del Climatronic, donde la pantalla muestra la funcin programada de cada tecla y el estado de la funcin seleccionada.

Retrovisor antideslumbrante automtico

Este especial espejo retrovisor, consta de una electrnica de control y el elemento del espejo. El elemento de espejo tiene una carga de gel electroqumico (similar al cristal lquido) situado entre el cristal del espejo y un cristal transparente. El gel se encuentra entre dos capas electroconductoras y en ausencia de tensin es transparente.

Cuando el vehculo es alcanzado por una luz desde atrs, es detectado por un fotosensor y la electrnica aplica una tensin a las placas conductoras que al polarizar el gel lo van haciendo opaco. En funcin del grado de deslumbramiento, el gel se oscurecer con mayor intensidad, evitando el efecto deslumbrante.

Otras aplicaciones

Aunque hay gran nmero de aplicaciones donde hay pantalla, pueden citarse entre ellos:

Equipo de radio.

Relojes horarios.

Pantallas de sistemas de navegacin.

L G I C A D E B O O L E

A mediados del siglo XIX, el filsofo y matemtico George Boole desarroll una teora matemtica completamente distinta a la que entonces se conoca y cuya expansin ha sido la base de los modernos ordenadores.

La teora de Boole, tambin conocida como lgebra lgica o binaria, es un sistema matemtico usado en el diseo de circuitos lgicos. Slo se consideran dos estados posibles: verdadero-falso; encendido-apagado; 1-0, etc. As, por ejemplo, considerando sus dos nicos estados posibles una lmpara puede estar encendida o apagada; un rel, activado o desactivado, y un transistor, conduciendo o bloqueado.

La Unidad de Control Electrnico rene los circuitos y componentes electrnicoscapaces de ejecutar operaciones lgicas. Son la base de los sistemas de gestindel motor y de muchas otras aplicaciones inteligentes.UNIDAD DE CONTROL: TCNICAS DIGITALESAnalgico y digital

Los trminos digital y analgico son opuestos ya que mientras digital significa algo cuya modificacin es de forma escalonada, con incrementos precisos e inequvocamente definidos, el trmino analgico expresa algo de variacin continua. Veamos un ejemplo: regular el brillo de una lmpara puede llevarse a cabo de dos modos diferentes:

Analgico: mediante un potencimetro en serie, que limitase la

intensidad y por tanto el voltaje de alimentacin: de este modo la lmpara recibe una tensin regulada de manera continua. Digital: mediante la seleccin de un valor predeterminado, de modo que la tensin de alimentacin de la lmpara es regulada mediante varios puntos previamente definidos, consiguiendo de este modo un control incremental. La electrnica denominada analgica utiliza seales de voltaje que varan de magnitud en funcin del tiempo, y se utilizan componentes y chips que funcionan de acuerdo a estas caractersticas: amplifican o atenan las seales elctricas. La electrnica digital utiliza chips que funcionan con seales digitales; estas seales se basan en el empleo de impulsos elctricos que pueden variar en anchura y frecuencia. La importancia de trabajar con impulsos radica en que es posible transmitir informacin de modo binario (slo dos estados posibles: 0 y 1), siendo esto el origen de la tcnica digital y el fundamento de la lgica electrnica.

Sistema binario

El sistema binario es una forma de codificacin; del mismo modo que el cdigo Morse es un mtodo para codificar palabras con tan

slo dos seales, el sistema binario utiliza dos smbolos que en este caso se denominan estados o niveles elctricos de tensin: voltaje alto o uno o voltaje bajo o cero. El cdigo binario puede transformarse fcilmente en una sucesin de ceros y unos que puede ser posteriormente representado en cualquier nmero decimal.

Los circuitos electrnicos digitales almacenan y transportan informacin en forma de nmeros codificados en binario y tan slo son necesarios dos nmeros para expresar cualquier magnitud. Para cada nmero decimal puede calcularse su equivalente en nmero binario, por lo que existe una relacin entre la lgica di gital y las matemticas.

En electrnica, cuando en base a dos entradas de informacin se debe tomar una decisin, se utilizan circuitos que se conocen con el nombre de puertas lgicas .La combinacin de puertas de diferente tipo son el principio de los microprocesadores y las memorias.

UNIDAD DE CONTROL: PUERTAS LGICASFundamentos

Las puertas lgicas son el origen de la denominada lgica electrnica, que se basa en que cualquier informacin o toma de decisiones puede comunicarse con tan slo dos palabras, s y no, es decir, mediante un cdigo binario, ya que cualquier problema lgico se resume en una serie de preguntas encadenadas que ofrecen dos nicas respuestas: s o no. Las puertas son componentes bsicos en los sistemas digitales, con ellas se construirn memorias y microprocesadores. Operan con nmeros binarios y todos los circuitos digitales se fabrican usando tres tipos de puertas lgicas:

Puertas Y.

Puertas O.

Puertas NO.

Aunque se construyen generalmente con transistores y diodos, su funcionamiento se asemeja a la combinacin de conmutadores o rels montados en serie o en paralelo. Las puertas poseen unas entradas y salidas. El valor que tome la salida depende por completo de la seal aplicada a la entrada.

Puerta tipo Y (AND)A la puerta tipo Y se la llama todo o nada. La primera figura representa un circuito tipo Y, as como el smbolo correspondiente. Se representa las entradas (A y B) mediante interruptores, siendo la salida (Q) una lmpara.

La tabla de la verdad muestra todas las posibles combinaciones que pueden tomar la salida Q segn el estado de las entradas A y B.

E N P R O F U N D I D A D

Definicin de trminos

La unidad de informacin ms pequea y que puede tener slo dos valores 1 o 0 es el bit. Su nombre proviene de la contraccin en ingls de las palabras binary digit, dgito binario.

La unidad bsica de informacin con la que operan los ordenadores es el byte (1), que son ocho bits. Con los bytes puede representarse un carcter o palabra. Los ordenadores actuales emplean palabras de 32 y 64 bits.

(1) La palabra byte significa en ingls un octeto, es decir, el conjunto de ocho elementos.

Se utiliza el uno (1) para designar que un circuito 1 est cerrado o activado (lmpara encendida), y un cero (0) para indicar que el circuito se halla cerrado o desactivado (lmpara apagada).

Puerta tipo O (OR)

La puerta denominada de tipo O proporciona una salida (Q) alta cuando cualquiera de las entradas (A y B), o todas, son altas. En la segunda figura (pgina anterior) se presenta el circuito O formado con interruptores, se observa que la lmpara se encender cuando cualquier interruptor se halle conectado (1). Como ejemplo podramos citar la del encendido de una lmpara desde diferentes interruptores, como es el caso de la luz del interior de habitculo, la cual se enciende al abrir cualquier puerta.

El esquema de la ilustracin representa el circuito del alumbrado interior. Al abrir una de las puertas, se acciona un pulsador (F) que cierra el circuito de la alimentacin de la lmpara (W).

Puerta tipo NO (NOT)

Las puertas NO, tambin llamadas inversoras, slo tienen una entrada y una salida, la cual adquiere el estado inverso de la entrada, es decir, su salida siempre es de valor contrario al valor de la entrada. Por ejemplo, si la entrada es 1, la salida ser 0, y viceversa. Las puertas tipo NO se utilizan combinadas con las otras puertas, de tal modo que se logran nuevas puertas, como las NO-Y y las NO-O, con sus propias expresiones matemticas y tablas de la verdad que permiten realizar complejas operaciones lgicas.

ENTRADASALIDA

01

10

El corazn de la Unidad de Control Electrnico lo componen una serie de circuitosintegrados: el microprocesador, la memoria del programa, la memoria de datos y loscircuitos que controlan la entrada y la salida.

UNIDAD DE CONTROL: ESTRUCTURA INTERNAMicroprocesador

En el interior de la Unidad de Control se encuentra el microprocesador, que es un conjunto de dispositivos semiconductores encapsulados en un solo chip, cuya misin es la de evaluar datos y seales externas y en funcin de ellas generar un conjunto de datos y seales que se hacen llegar al exterior. A esta tarea se le llama procesar datos, y para saber qu ha de hacer con ellos se necesita un programa que le informe en cada momento cmo, cundo y dnde ha de actuar. El programa lo constituyen una serie de rdenes o instrucciones escritas en un lenguaje que entienda la mquina (lenguaje de programacin) y que se halla memorizado en algn sitio a salvo de cualquier eventualidad que pudiera borrarlo. La memoria donde se hallan las instrucciones bsicas que ponen en marcha el microordenador se llama memoria ROM, que es la memoria de slo lectura.

Pero el microprocesador tambin necesita una memoria donde almacenar los datos temporalmente, donde registrar los datos que transmiten las sondas y cargar el programa de trabajo para ejecutar all las instrucciones; sta es la memoria RAM, memoria de lectura y escritura, y que puede ser borrada (es aqu donde guardar los cdigos de averas). El programa es diferente para cada

sistema que controle el microprocesador; as pues, en un sistema de frenos ABS, necesita para funcionar un programa especfico que maneje magnitudes diferentes a las que necesita una Unidad de Control de Inyeccin Electrnica.

Unidad de Control de Procesos (CPU)

En el interior del microprocesador se encuentra la CPU (Central Procesing Unit), que es el cerebro del sistema. Realiza dos funciones: procesar los datos y coordinar las actividades de todos los sistemas. Dentro de la Unidad de Control se

encuentra tambin el bus de datos y el interfaz de entrada y salida

Bus de datos

El bus de datos son lneas colectivas por donde circula la informacin de las sondas hacia el microprocesador y desde aqu a las etapas finales de potencia. Pone en comunicacin la CPU con los mdulos que gestiona.

Interfaces entrada/salida Son circuitos integrados que sirven para la comunicacin con los sensores y actuadores conectados al entorno de la Unidad de Control; aqu se encuentran los convertidores analgico-digitales y viceversa.

Convertidor analgico-digital

El convertidor analgico-digital se encarga de que las seales de entrada de tipo analgico se conviertan en impulsos digitales. Los impulsos digitales transmitidos al microprocesador servirn para elaborar las rdenes de salida que sern transmitidas hacia el convertidor digital-analgico y desde aqu accionar el actuador correspondiente con una seal analgica.

Funcionamiento interno de sensor hallEl campo magntico modifica el flujo deelectrones y hace aparecer una diferencia detensin en extremos de la pastilla hall.

Transmisor de rgimen

Cuando gira la rueda dentada se produce una distorsin del flujo magntico y se induce en la bobina una

corriente alterna senoidal.

* El smbolo del sensor hall es genrico para todos los

dispositivos de su naturaleza.

CONTENIDOS PGINA

NDICE

EMBED PBrush

La seal proporcionada por el sensor generalmente es acondicionada electrnicamente para que la Unidad de Control pueda entender e interpretar los datos.

Cuadro sinptico de la gestinelectrnica del motor

Los sensores proporcionan las sealespara que la Unidad de Control puedaaccionar los actuadores

EMBED PBrush

Ejemplo de control mediante

un circuito O

El encendido de la luz de cortesa puede hacerse desde diversos interruptores. Cada uno de ellos hace que la luz se encienda.

Ejemplo de control mediante un circuito Y El accionamiento del ventilador del radiador,mediante un termocontacto montado en seriecon el interruptor general. Slo funcionarcuando ambos se hallen conectados.

Espejo retrovisor antideslumbrante.

Pantalla indicadora de datos en el cuadro de instrumentos.

El cristal lquido se hace opaco cuando es polarizado.

Avisador acstico en el interior del cuadro de instrumentos del Arosa

Funcionamiento de un altavoz.

Funcionamiento del motor elctricoLa corriente que circula por el cable(la bobina del inducido), forma a sualrededor un campo magntico que se oponeal campo fijo de los polos magnticos.La fuerza magntica empuja ala bobina y la hace girar.

Funcionamiento de una buja deprecalentamientoLa elevada corriente que circula por la bujay su baja resistencia, producen un aumentorpido del calor.

El rel dispone de dos circuitos, uno de potencia y otro circuito de mando o control.

Los actuadotes pueden ser de diversa naturaleza

Cuadro sinptico de la gestin de un motorUn nmero determinado deactuadores ejecutan las rdenesde la Unidad de Control.

Funcionamiento del sensor de presin de aceite.

Mando a distancia de cierre centralizado y

Activacin de alarmas por radiofrecuencia

Sensor volumtricoEl volumen a vigilar es barrido porultrasonidos que son odos por unmicrfono. La alteracin o interrupcin de losultrasonidos detectados por el receptordispara la alarma

Estructura interna de un cristal piezo elctricoAl deformarse el cristal, las cargas elctricasse desplazan y aparece una tensinelctrica entre sus extremos.

En el interior del sensor de infrarrojos (IR) se encuentran dispuestos varios diodos sensibles al espectro de luz infrarroj

Aplicacin de un fotodiodo para medir laradiacin solar en un sistemade climatizacin.

Funcionamiento de la clula fotoelctricaLos rayos luminosos desprenden electrones y seproduce una corriente elctrica.

Funcionamiento del motor paso a paso

Funcionamiento de una resistencia NTC

Al aumentar la temperatura disminuye la

resistencia al paso de los electrones, facilitando as un mayor flujo de los mismos.

* El smbolo del sensor hall es genrico para todos los dispositivos de su naturaleza

Funcionamiento interno del transmisor de aceleracin transversal El movimiento de la masa ssmica debido a la fuerza transversal del vehculo, produce sobre la pastilla hall una tensin elctrica que es proporcional al grado de aceleracin del vehculo

La sonda lambda mide la proporcin de oxgeno de los gases de escape

PAGE 26

_1368361608.docCap

_1368479879.docCap