Área: EDUCACION TECNOLOGICA Asignatura: TECNOLOGIA II Título

“SISTEMAS”

Curso 2°AÑO Año: 2006

OBJETIVOS

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Que los alumnos logren: 9 Representar la estructura de un sistema con indicación de flujo. 9 Identificar las diversas funciones que cumplen Las transmisiones y cada parte de un sistema. 9 Manejen conceptos como función y funcionamiento de un sistema. 9 Reconozcan los sistemas y los subsistemas

CONTENIDOS - Función depósito, regulación, transformación (y amplificación), unión, conducción, estructura y sensor. - Representaciones gráficas para el análisis estructural (diagramas de bloques). - Transmisiones mecánicas. - Velocidad angular.

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APÉNDICE Las siguientes definiciones son un glosario de términos, que ayudarán a interpretar la relación de elementos que representan un sistema con su función. SISTEMAS: Un sistema es un conjunto de elementos que interaccionan y/o se conectan entre sí en función de un objetivo. Otra forma de definirlo: Espacio real o ideal que aíslo para poder estudiar. Muchos sistemas transforman mediante un proceso particular a los elementos que ingresan en él. Estos sistemas pueden estar compuestos por otros sistemas a los que llamaremos subsistemas En el caso del sistema mecánico (barrera) podemos definir algunos subsistemas dentro del sistema global que permite cambiar la posición de la barrera. Por ejemplo los engranajes forman un subsistema compuesto por engranajes, ejes y bloquecitos de lego que cumple la función de transformación (reducen la velocidad y aumentan la fuerza). Elementos de un sistema: A los elementos que permiten ingresar el flujo al sistema se los denomina Entradas o Inputs. Son los elementos tangibles o datos que se desean modificar o procesar utilizando el sistema. En el sistema “Lavarropas” la ropa sucia es el elemento de entrada. En un sistema “sumador” los números a sumar son los datos de entrada al sistema Las Salidas o Outpus son los elementos o la información que obtenemos a la salida del sistema.,es decir, son los productos transformados o procesados por el sistema .

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En el sistema “Lavarropas” la ropa limpia es el elemento de salida. En el sistema “Sumador” el valor de la suma de los números ingresados en la entrada del sistema, es la salida del sistema. ENTRADA

SISTEMA

SALIDA

FUNCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA: La función responde a la pregunta ¿Para qué sirve el sistema? En el caso de un “Lavarropas”, su función es la de transformar ropa sucia en ropa limpia. El funcionamiento responde a la pregunta ¿De qué manera cumple su función? Y la respuesta está dada por la interrelación de las partes, los tiempos en que cada parte cumple con su función y las características físicas y/o químicas de cada una de las partes. EL FLUJO: Los elementos que se desplazan en un sistema lo llamamos flujo, como por ejemplo, en el sistema de la barrera el flujo es la energía. El flujo se puede clasificar en tres grandes grupos: Materia: es el flujo tangible que se quiere transformar. En el caso de un lavarropas es la ropa sucia. También se incluyen los elementos que ayudan a realizar las transformaciones deseadas. Dentro de este ejemplo, incluimos el agua y el jabón. En un Diagrama de bloques, el flujo de materia se representa utilizando una flecha continua.

Energía: Este flujo lo podemos hallar en diferentes formas como mecánica, térmica, solar etc. y nos permiten, por su intermedio, realizar las transformaciones.

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En el sistema Lavarropas”, la electricidad permite que el motor genere un movimiento constante de rotación que transmitido a un eje y luego al tambor permita mezclar el agua, la ropa sucia y los productos de limpieza. En un Diagrama de bloques el flujo de energía se representa utilizando una flecha doble

Información: Este flujo está formado por los datos, o sea, la energía o materia organizada, que se codifica y decodifica para permitir las transformaciones deseadas. Proporciona al sistema las indicaciones sobre el modo en que debe realizarse el proceso. En el sistema “Lavarropas” el controlador recibe la información de sensor del tambor y accionara la válvula de admisión cuando el nivel de agua llegue al máximo. En un Diagrama de bloques el flujo de información se representa utilizando una flecha punteada.

En definitiva, el FLUJO es materia, energía ó información en movimiento

LA SALIDA: Producto : es la materia, la energía o la información luego de la transformación durante el proceso. En el sistema “ lavarropas”: la ropa limpia es la salida del mismo. Existen algunos sistemas donde lo que se quiere transformar es solamente datos, como en una calculadora o sistemas donde el resultado de la transformación es una variación de la posición de la materia. Ejemplo un sistema de distribución de encomiendas.

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Residuos: es el sobrante de la materia que fue necesaria para la transformación de la entrada. En el sistema “Lavarropas” el agua, con sobrantes de jabón y restos de suciedad de la ropa son los residuos del sistema. En el caso de una locomotora a vapor los gases productos de la combustión del carbón son los residuos del sistema. PARTES DE UN SISTEMA: Como analizar el funcionamiento de un sistema suele ser bastante complejo, vamos a utilizar un modelo que nos permitirá poder representar las estructuras de los sistemas a partir de la determinar la función básica que cumple cada una de las partes que componen los mismos. Es necesario clasificar a cada una de las partes intervinientes dentro de 7 categorías posibles. Estás son: 9 9 9 9 9 9 9

Conducción Transformación Regulación Unión Estructura Depósito Sensor Conducción: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que guían el flujo. En un sistema “de riego artificial” las mangueras cumplen ésta función. Transformación: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que cambian o transforman el flujo. Una lamparita, transforma la energía eléctrica que recibe en energía lumínica Regulación: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que controlan flujo o el caudal de flujo que circula.

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En un sistema hidráulico, la canilla regula el flujo de agua que circula. Unión: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que conectan dos o más partes del sistema. En el sistema mecánico los conectores grises unen las piezas de lego. Estructura: Son las partes del sistema que contienen, protegen o sostienen al sistema. En el sistema “Edificio” el conjunto de columnas, vigas y tensores sostienen al sistema. Depósito: Cumplen ésta función aquellas partes del sistema que almacenan el flujo. En el sistema “computadora” el Disco Rígido cumple la función de almacenar información. Sensor: cumplen ésta función aquellas partes del sistema que le entregan información del medio externo al sistema. Pueden detectar: presencia, temperatura, luminosidad, velocidad, presión etc. En los aeropuertos, las puertas, poseen un sensor que detecta la presencia de materia en un radio cercano y a partir de ese estado activa un motor que permite abrir las puertas automáticamente.

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ACTIVIDAD Nº1 BARRERA CARACTERÍSTICAS DE TRABAJO: El armado y las mediciones son grupales. Cada alumno debe escribir el desarrollo en forma individual, en el cuaderno y presentar un informe grupal.

ACTIVIDAD 1) Con el material dado por los docentes armar una barrera de acuerdo a las instrucciones del manual. Una por grupo. 2) Identificar las diferentes partes del sistema armado y la función que cumple. Para completar el siguiente cuadro deben leer el apéndice de esta guía

PARTE Ó CONJUNTO DE PARTES (SUBSISTEMA) Cable

FUNCIÓN

Conducción

FLUJO

Energía eléctrica

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3) Solicitar a los docentes una fuente de energía, luego de realizar las conexiones medir la velocidad con que la barrera sube ó baja. Es importante pensar la unidad de medida con la que medirán la velocidad. 4) Desarmar la barrera y entregar el material a los docentes. 5) En las conclusiones hagan comentarios respecto: a la función ó utilidad de los engranajes, al tipo de energía empleado para hacer funcionar la barrera (¿Porqué no se utiliza otra en su lugar?) 6) Presentar un informe del trabajo al finalizar las actividades 1y 2.

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ACTIVIDAD Nº 2 CALESITA CARACTERÍSTICAS DE TRABAJO: El armado y las mediciones son grupales. Cada alumno debe escribir el desarrollo en forma individual, en el cuaderno y presentar un informe grupal.

ACTIVIDAD 1) Con el material dado por los docentes armar una calesita de acuerdo a las instrucciones del manual. Armen la calesita MANUAL. Una por grupo. 2) Identificar las diferentes partes del sistema armado y la función que cumple. Para llenar la tabla tener en cuenta lo siguiente: La calesita manual tiene 4 engranajes y 2 poleas. ¿Todos cumplen la misma función? La manija y la calesita ¿Giran a la misma velocidad?, ¿Cuál gira más rápido?, ¿Por qué? Antes de empezar lean el apéndice

PARTE Ó CONJUNTO DE PARTES (SUBSISTEMA)

FUNCIÓN

FLUJO

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3) Presentar la tabla completa a los docentes.

4) Ahora debemos motorizar la calesita, pero, como sabemos, los motores giran a alta velocidad ¿Qué debemos agregar a la calesita, además del motor?. 5) Motorizar la calesita siguiendo las instrucciones del manual. 6) Solicitar a los docentes una fuente de energía, luego de realizar las conexiones medir la velocidad con la que gira la calesita. Es importante pensar la unidad de medida con la que medirán la velocidad. ¿Es la misma utilizada para la barrera? ¿Por qué?. 7) Desarmar la calesita y entregar el material a los docentes. 8) En las conclusiones hacer comentarios respecto: a la función ó utilidad de los engranajes, al tipo de energía empleado para hacer funcionar la calesita (¿Porqué no se utiliza otra en su lugar?) 9) Presentar un informe del trabajo al finalizar las actividades 1 y 2.

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DIAGRAMAS DE BLOQUES ¿Qué es un diagrama de bloques?

Actividad: En grupos de tres o cuatro alumnos utilizando los materiales entregados por tu docente, analizá el funcionamiento de los siguientes sistemas y realizá el diagrama de bloques de cada uno de ellos.

1 – Bicicleta (En el libro) 2 – Lavarropas (En el libro) 3 – Calesita (armada en clase) 4- Puerta neumática 5– Computadora 6 – Cafetera eléctrica 7 – Barrera automática (armada en clase) 8 – Ascensor 9 – Licuadora

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1-BICICLETA ELEMENTOS: Pedales Asiento Manubrio Frenos Cambios Cuadro Engranajes con cadena (plato cadena y piñón) Rueda trasera Rueda delantera

2-LAVARROPAS ELEMENTOS: Tambor Motor Caja de engranajes Bomba de agua Filtro Tanque de Agua Caja de jabón Selector

3- CALESITA ELEMENTOS: Motor Interruptor Engranaje recto sin-fin

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Engranaje con cadena Engranajes rectos Engranajes cónicos Asiento

4- PUERTA NEUMATICA ELEMENTOS: Inflador Pistón Válvula Brazo Puerta

5-COMPUTADORA ELEMENTOS: CPU Mouse Teclado Impresora Enchufe Disquetera Disco rígido Monitor Interruptores Lectora y grabadora CD Modem

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6-CAFETERA ELÉCTRICA ELEMENTOS: Fuente eléctrica Sistema de control Termómetro Resistencia eléctrica Interruptor

BARRERA AUTOMÁTICA

Barrera

S1

S2 Luces Interruptor Motor SC F.E Interruptor

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8-ASCENSOR (Sólo de PB y 1Piso): ELEMENTOS: Cabina

Engranajes

Contrapeso Poleas

Poleas

Motor Fuente eléctrica

Sensor 1º

Interruptores Sistema de control Sensor de PB (para que se detenga en PB)

Cabina

Sensor de 1 (para que se detenga en 1) Luz interior

Caja de engranajes Botonera en ascensor (Interna) Boton en PB

Contrapeso

Botón en 1 Sensor PB

9-LICUADORA: ELEMENTOS: Jarro Cuchillas Enchufe Botonera Motor Engranajes

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