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Kit educativo de experimentación Introducción a la fabricación y ensamble

Motor tipo rodillo Sumario: 1. Queridos profesores, monitores, padres y supervisores adultos 2. Puntos fuertes pedagógicos del kit 3. Descripción 4. Herramientas necesarias para montar el kit 5. Control de piezas 6. Materiales incluidos en el kit 7. Funcionamiento del motor de rodillo 8. Paso 1. Fabricación de los soportes metálicos 9. Paso 2. Fabricación del disco de madera 10. Paso 3. Montaje del disco de madera 11. Paso 4. Montaje de la bobina 12. Paso 5. Montaje del contacto reed 13. Paso 6. Conexión final 14. Montaje finalizado 15. Advertencias sobre los imanes de neodimio 16. Notas

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Cebekit es una marca registrada de Fadisel,S.L. CIF 58516642 Quetzal, 19-21 08014 Barcelona (España) [email protected]

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El CD-ROM contiene: • Manual para el ensamble de un motor a rodillo Las prácticas de este kit están preparadas para ser realizadas por niños a partir de 12-14 años con el acompañamiento y guía de una persona adulta. Los estudiante de ESO y bachillerato podrán realizar ellos mismos las prácticas y seguir la información técnica según su preparación técnica.

ADVERTENCIAS:

Material pedagógico para prácticas de aprendizaje en contextos educativos bajo la vigilancia de instructores adultos. Este producto NO ES UN JUGUETE. No es apto para menores de 3 años, por contener piezas pequeñas que pueden ser tragadas. Conserve este folleto y los datos de contacto.

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Queridos profesores, monitores, padres y supervisores adultos: Este kit está pensado para que jóvenes y adultos puedan tener una conocimiento básico sobre la tecnología (trabajar la madera, el metal, los principios de la mecánica) y los diseños estéticos. Al mismo tiempo familiarizarse con las técnicas de trabajo en la fabricación de productos. Las técnicas que se trabajan en este kit son las propias de un taller de electrónica y de mecánica. Este kit puede ser usado en una aula, un campamento, un esplai, un club de educación del tiempo libre, una familia, un grupo de amigos o simplemente una persona con afán de aprender sobre los aerogeneradores horizontales. Queremos despertar en los jóvenes esta inquietud investigadora, que no acaba con la última práctica del kit, sino que despierta este afán de investigar por si mismo. Este no es un kit cerrado, sino que está abierto a nuevas prácticas. Tu pones la imaginación y nosotros suministramos los materiales. Deseamos a todos, adultos y jóvenes investigadores, mucha diversión y éxito en los experimentos.

Puntos fuertes pedagógicos del kit Con este kit se pueden abordar diferentes e importantes temas: Electricidad, energía mecánica, cadenas de energía, desarrollos duraderos y diseño estético.

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Descripción Este kit de un motor de rodillo. Un sistema totalmente distinto y poco conocido. Se presenta totalmente para ensamblar. Será necesario taladrar el disco de madera. Habrá que pegar las piezas de madera mediante barritas de adhesivo termofusible. También será necesario dar forma a las planchas metálicas. Para el conexionado del motor (el contacto reed y la bobina) será necesario soldar los cables. Todas estas operaciones se realizan con pequeñas herramientas normales de taller. Con este motor se podrán impulsar pequeños vehículos o maquinas, con la simple inclusión de una polea o engranajes para eje de 3mm de nuestro catálogo CEBEKIT..

Herramientas necesarias para montar el kit: 1. Alicate para cortar chapa o cizalla 2. Lima para el mecanizado metálico 3. Punzón 4. Taladro de pié 5. Broca de 5,9mm 6. Pistola para adhesivo termofusible y barra termofusible 7. Destornillador punta estrella nº 1 o 2 8. Alicates de puntas finas 9. Alicate plana o universal o llave n.º 10, y destornillador plano, para apretar la tuerca y tornillo M6 10. Tornillo de banco 11. Soldador Se necesita una pila "de petaca" de 4,5V tipo 3R12, para que funcione el equipo. No se incluye.

Control de piezas Antes del empezar el montaje de este kit, es importante de controlar el contenido de piezas. Þ Verificar, con la ayuda de la nomenclatura, que el kit incluye la totalidad de las piezas. Þ Verificar la forma de cada pieza y, en caso necesario, sus dimensiones, a fin de detectar cualquier anomalía antes de empezar el montaje. Þ Verificar que ninguna pieza esté deteriorada. Esto podría afectar al funcionamiento final del equipo.

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Materiales incluidos en el kit Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Cantidad 1 7 1 1 3 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1

Descripción eje 3x40mm tornillos auto-rosca 2,9 x 6,5 mm disco de madera Ø30x10mm, taladro 2,8mm plancha perforada 70x20mm (3x14 agujeros) terminales de horquilla cerrada estaño imán Ø6x3mm tubo de latón Ø4x8mm tuerca M6 contrachapado de álamo 40x15x10mm contrachapado de álamo 50x15x10mm contrachapado de álamo 90x60x8mm contacto REED 20x2,5mm bobina tornillo cilíndrico M6x35mm CD-ROM con el manual de instrucciones

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Funcionamiento del motor de rodillo Partes importantes del motor de rodillo: 1) Imán. Es un cuerpo con magnetismo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos. Ejemplos de materiales ferromagnéticos: hierro, cobalto, níquel, tierras raras y aleaciones. Un imán puede ser natural o artificial. Un imán tiene dos polos. Se llaman polo norte (N) y polo sur (S).

Los polos magnéticos opuestos se atraen Los polos idénticos se repelen Desde hace muchos años se fabrican imanes de aleaciones como la ferrita, que resultan muy económicos y potentes. Actualmente imanes como el que se incluye en el presente kit, son fabricados con modernos materiales y tierras raras como neodimio, con ello se consigue una gran fuerza magnética con un volumen muy pequeño. Leer las advertencias sobre los imanes de neodimio al final del texto. 2) Electroimán Consiste en una bobina de hilo eléctrico (solenoide), arrollado alrededor de un núcleo de hierro dulce. En el momento que circula una corriente eléctrica por el solenoide, su núcleo de hierro se imanta y atrae o repele otros imanes y materiales ferromagnéticos. El tornillo M6 de hierro dulce del interior de la bobina del motor cilíndrico, es el núcleo de nuestro electroimán. 3) Contacto reed o interruptor magnético Se trata de un tubito de vidrio que contiene unos contactos. Los contactos son ferromagnéticos y pueden ser activados a cierta distancia por un imán o un electroimán. El tubito contiene un gas de protección que envuelve los contactos y evita la combustión de los contactos por chisporroteo.

Es importante conocer su forma de activación. Ver los dibujos siguientes:

Funcionamiento del motor de rodillo Si cuando impulsamos el rodillo conectamos la corriente eléctrica del equipo, el imán insertado en el disco de madera (rodillo) gira en la dirección del núcleo hierro del electroimán. En el instante que el imán pasa por delante del contacto reed, cierra su contacto y activa la corriente de la bobina, pero en el sentido de rechazar el imán (polos iguales). El disco sigue girando impulsado por el imán. Cuando el otro imán llega frente al contacto reed le obliga a cerrar su contacto, sin embargo aparece un polo idéntico que vuelve a rechazar al imán. La rotación continúa. Para ello es necesario que ambos imanes deben señalar con el mismo polo hacia el exterior del disco. Si no funciona correctamente hay que invertir los polos de la pila (o si se prefiere, los dos hilos del electroimán).

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Procedimiento de montaje Atención: - Hay que trabajar las piezas metálicas con mucha precaución, es muy fácil herirse con los cantos afilado de la plancha recién cortada. - Inmediatamente después de cortar, hay que trabajar los bordes con la lima para eliminar los cantos agudos y cortantes o las rebabas. - Las planchas perforadas suministradas se cortarán a la medida con unas tijeras para cortar chapa. - Cortaremos todos los cantos hasta que quede la plancha como se muestra en las figuras siguientes. Cortaremos también las cuatro esquinas achaflanadas. Después las limaremos y, si es necesario, la enderezaremos. - Para dar las formas y dobleces usaremos siempre el tornillo de banco. - Hay que doblar en forma de L por los lugares marcados, según el caso.

Paso 1. Fabricación de los soportes metálicos A) La plancha perforada que de suministra en el kit mide 70x20 mm (3x14 taladros). Deberemos primero recortar las rebabas y después cortarla en dos tramos iguales de 3x5 taladros, (véase croquis).

B) Recortar las planchas perforadas según la forma indicada a continuación:

C) Doblar a 90º por la linea marcada en la figura anterior. Para ellos debe usarse el tornillo de banco sujetando las piezas exactamente por la linea señalada.

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Paso 2. Fabricación del disco de madera A) Partiremos del disco de madera Ø30x10mm, con taladro central 2,8mm. Será necesario taladrar dos agujeros opuestos donde insertaremos un par de imanes Ø6x3mm. Para que los imanes queden encajados en la madera, recomendamos usar una broca de 5,9mm y limitar la profundidad del talado a 4mm solamente. Recomendación: Una vez realizado el taladro, si el agujero ha quedado holgado o si se desea una mayor seguridad, puede usarse un poco de adhesivo en el agujero cuando se inserten los imanes. B) El primer imán se inserta en uno de los taladros. C) El segundo imán se pone en la posición que sea atraído por el primero. En esta posición de introduce en su taladro del disco de madera. ATENCIÓN: ¡¡ No gire el imán !! Se aconseja marcar la cara de imán antes de montarlo

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Paso 3. Montaje del disco de madera A) Insertar el eje Ø3x40mm en el disco de madera que ya contiene los dos imanes. B) Insertar un tubo de latón a cada lado del eje. Centrar las piezas según indica el croquis siguiente

C) Fijar una de las dos planchas perforadas a la placa base de 90x60x8mm. El eje se colocará a 35mm del lado estrecho y a 15mm del lado ancho. Ver croquis.

D) Fijar el soporte de plancha con dos tornillos 2,9x6,5mm. E) Introducir el extremo más corto del eje en el agujero central superior del soporte. Montar el segundo soporte en el otro extremo del eje. Fijar el soporte con dos tornillos 2,9x6,5mm. Los soportes no deben apretar el eje. Dejar que tenga un ligero juego que le permitan girar libremente.

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Paso 4. Montaje de la bobina A) Introducir el tornillo M6x35mm en la bobina y fijarlo con la tuerca M6. Apretarlo. B) Sacar los dos hilos de la bobina por la base y fijar la bobina con adhesivo termofusible a la madera contrachapada 40x15x10mm. La cabeza del tornillo ha de quedar a ras de la madera. C) Ahora pegaremos la madera de la bobina a la placa base, pero antes colocaremos un cartoncito de 1mm (aproximadamente) entre la cabeza del tornillo y el disco de madera. De esta forma se mantendrá la distancia correcta sin que se peguen entre sí. Ver croquis:

D) Cuando el pegamento esté bien seco, fijaremos con un tornillo 2,9x6,5mm un terminal de horquilla en la placa base, cerca de la bobina. Es conveniente doblar un poco el terminal hacia arriba. Ver croquis anterior.

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Paso 5. Montaje del contacto reed Podemos montar el contacto reed de dos formas, a nuestra propia elección

Método 1 A) Es necesario doblar las patas del contacto reed 90º, a unos 3mm del cuerpo de vidrio. Téngase presente que un contacto reed es un componente frágil al ser de cristal. Para doblar las patas usaremos unas alicates de puntas finas. Agarraremos la pata al lado del cristal y con el dedo u otra alicate doblaremos la punta de la pata. La alicate evitará que se rompa el cristal al doblar.

B) Vamos a fijar ahora los dos terminales de horquilla sobre la madera 50x15x10mm. Para ello los pondremos centrados y separados unos 13mm y los atornillaremos con tornillos 2,9x6,5mm.

C) Ahora soldaremos las patas del contacto reed a los terminales de horquilla. Es preferible estañar primero los terminales de horquilla. Si cuesta de estañar es mejor rascar el terminal primeo con papel de lija.

D) Ésta es la disposición del contacto reed respecto al resto de componentes, pero NO debes pegarlo todavía.

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Método 2 A) Fijaremos los dos terminales de horquilla sobre la madera 50x15x10mm. Para ello los pondremos centrados y separados unos 38mm. Los atornillaremos con tornillos 2,9x6,5mm.

B) Doblaremos los terminales 45º (de lado) para que puedan entrar las patillas de los reed sin forzar.

C) Soldaremos las patas de los reed que habremos estañado previamente.

D) Ésta es la disposición del contacto reed respecto al resto de componentes, pero no debes pegarlo todavía.

Atención: No pegues todavía el contacto reed

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Paso 6. Conexión final A) Conectar el hilo de la bobina al terminal de horquilla que tiene al lado. Puede soldarse a la horquilla o simplemente enrollar la parte estañada al tornillo un poco flojo y luego apretarlo. B) Marcaremos esta conexión como TERMINAL "A" C) Soldar el otro hilo de la bobina al terminal de horquilla que conecta al reed. Ver dibujo D) Marcaremos el otro terminal de horquilla como TERMINAL "B"

E) Las conexiones A y B corresponden respectivamente a los bornes negativo y positivo del montaje. Aquí debes conectar una pila de 4,5V, llamada popularmente de "petaca", o técnicamente 3R12. La pila no se incluye en el suministro del kit Para conectar la pila puedes usar un par de cables con pinzas cocodrilo. Si lo prefieres, un para de cables y en el otro extremo puedes conectar un clip metálico para papel. Ese tipo de clip es una buena conexión para las pilas de 4,5V. F) Una vez conectada la pila, impulsa con la mano el disco de madera y ves probando la mejor posición del reed en la placa base. Según la fuerza magnética del imán permanente, éste puede cerrar los contactos reed, desde 2 hasta 15 mm de distancia. En cuanto obtengas un buen resultado de velocidad, ya puedes pegar la madera del contacto reed definitivamente Consejo: Antes de pegar definitivamente el contacto reed en la placa base, recomendamos leer de nuevo el capítulo sobre el Funcionamiento del equipo G) En el extremo más largo del eje puedes, conectar un engranaje (de módulo 0,5 o módulo 1), o una polea, todo ello para eje de 3mm. A partir de aquí puedes crear un equipo móvil, una máquina, etc. Todos estos complementos y accesorios los encontrarás en el nuevo catálogo CEBEKIT y en www.cebekit.es. ¡Que te diviertas con tu nuevo motor de rodillo!

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Montaje finalizado

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Advertencias sobre los imanes de neodimio

ADVERTENCIAS: No apto para menores de 3 años, contiene piezas pequeñas que pueden tragar. Adecuado para mayores de 14 años. Material pedagógico para prácticas de aprendizaje en contextos educativos bajo la vigilancia de instructores adultos. Este producto NO ES UN JUGUETE. Conserve este folleto y los datos de contacto.

RIESGOS La enorme fuerza ejercida por los imanes de NEODIMIO tiene ciertos riesgos que no se habían visto en otros tipos de imanes. Imanes de neodimio ligeramente más grandes que 2cm3, son lo suficientemente poderosos como para causar graves lesiones a cualquier parte del cuerpo que quede pinzada entre ellos, o entre un imán y una superficie metálica. Pueden incluso llegar a provocar fracturas en menores o personas débiles. Si accidentalmente, una persona queda atrapada entre dos imanes, o entre un imán y una superficie metálica, su reacción natural es tratar de liberar la parte del cuerpo atrapada. En general, esta maniobra puede reducir la distancia entre los dos imanes, con lo cual la fuerza de pinzamiento generada entre ellos puede llegar a hacerse peligrosamente grande. Dentro de los posible, la persona debería tratar de soportar el dolor y hacer lo que esté a su alcance para aumentar la distancia entre los imanes (o por lo menos evitar que se sigan acercando), y después tratar de retirar la parte atrapada. Los profesionales que trabajan con tales imanes suelen incluir cuñas de bronce como parte habitual de sus herramientas. Imanes librados a su suerte, pueden chocar unos contra otros con fuerza suficiente como para astillarse, provocando una lluvia de astillas volando a gran velocidad que pueden causar serias lesiones. Ha habido incluso casos de niños que habiéndose tragado varios imanes de neodimio, han sufrido lesiones severas y hasta la muerte, al quedar dos o más asas de su tracto gastrointestinal atrapadas entre los imanes. Los fuertes campos magnéticos pueden ser peligrosos para dispositivos mecánicos o electrónicos. También pueden provocar la pérdida de datos en dispositivos de almacenamiento magnéticos tales como floppy disks, tarjetas de crédito, etc. También pueden magnetizar relojes y otros mecanismos de relojería. Incluso pueden crear sombras fantasma en monitores TRC a grandes distancias.

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Notas:

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