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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 1 1) ¿Qué se entiende por automatización? 2) Explique el significado de división del trabajo, mecanización y máquina de transferencia. 3) ¿Qué factores económicos impulsan el uso de automatismos? 4) ¿Qué ventajas y desventajas produce la automatización? 5) En su opinión personal, ¿Qué relación encuentra entre la problemática nacional y la automatización? ¿Es igual para el resto del mundo? 6) Explique qué se entiende por Cibernética y servomecanismo. 7) ¿Qué es un sistema experto? ¿Qué es inteligencia artificial? 8) Explique qué significan las siglas CAD, CAM, CAD/CAM, CNC y CIM FMS. 9) ¿Cuál es la diferencia entre computadoras digitales y analógicas? ¿En que se usan? 10) ¿Qué es un microprocesador? Mencione algunos nombres de microprocesadores comerciales. 11) ¿Qué significan las siglas CPU, ALU, ROM, RAM, EPROM, SRAM y DRAM? 12) ¿Qué es un microcontrolador? Mencione algunos nombres de microcontroladores comerciales. 13) Explique la diferencia entre tecnología cableada y programada. 14) Enumere las ventajas y desventajas de la tecnología cableada. 15) Enumere las ventajas y desventajas de la tecnología programada. 16) Explique el significado de actuador, proceso, sensor y sistema de control. 17) ¿Qué es un autómata programable? ¿Qué ventajas tiene? 18) Dibuje un esquema de funcionamiento de un autómata programable y explíquelo. 19) ¿En que se diferencian el control en lazo abierto y cerrado? 20) Explique que significa realimentación. 21) Explique el significado de procesos continuos, discontinuos y discretos. 22) ¿Qué es un controlador secuencial? 23) ¿En qué se diferencian los controladores secuenciales asícronos y síncronos? 24) ¿Qué es un robot? 25) ¿Qué partes componen un robot industrial? ¿Qué función cumplen? 26) Enumere diferencias entre un microrobot y un robot industrial. 27) Explique el significado de la siguiente terminología relacionada con los robots: cinemática inversa, servocontralador, multiarticulado y PUMA.
Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 2 1) Mencione 2 ejemplos comunes relacionados con electricidad estática. 2) Explique que es un conductor, un aislante y un semiconductor. 3) ¿Qué es una pila? 4) ¿Qué es una batería?
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5) ¿Qué significa la expresión “poner a masa” o “poner a tierra”? ¿Por qué se hace? 6) ¿Por qué es más correcto decir capacitor que condensador? 7) ¿Qué es una bobina? ¿Qué es autoinducción? 8) Describa un electroimán e indique para que sirve. 9) ¿Cuál es la principal característica de la CA? ¿Cuál es su mayor ventaja? 10) Grafique en un diagrama tensión en función del tiempo una CC y una CA. 11) Haga un esquema de las tensiones utilizadas desde la planta generadora hasta los domicilios. 12) ¿Qué es la impedancia? ¿De qué cosas depende? 13) ¿Cuánto vale la impedancia en CC? 14) ¿Por qué se quiere que el factor de potencia se lo más próximo a 1? 15) ¿Qué ocurre al desplazar un conductor de modo que corte líneas de campo magnético? ¿Cómo se puede obtener el mismo efecto? 16) ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un generador eléctrico? 17) ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un motor eléctrico? 18) En un transformador reductor, ¿qué tensión es más grande? ¿qué corriente es más grande? 19) ¿Qué es un cortocircuito? 20) ¿Cómo funciona un fusible? 21) ¿Qué son y en qué se usan los fusibles rápidos y lentos? 22) Explique que es intensidad límite e intensidad de acción instantánea para los fusibles. 23) Explique para que son útiles los protectores de tensión mínima y corriente máxima. 24) Enumere las principales ventajas del uso de los relés. 25) ¿En qué se diferencian los relés normalmente cerrado y normalmente abierto? 26) Explique que son protecciones térmicas, magnéticas y termomagnéticas.
Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 2 bis 1) Para el circuito de la figura:
a) ¿Cuál es la corriente que circula en las condiciones del dibujo? b) ¿Cuál es la corriente que circula si se cambia de posición el interruptor? c) Calcule la resistencia de la lámpara L. d) Si el fusible F es de 1 A, ¿se quema? e) ¿Cuál sería un valor adecuado para el fusible F?
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2) Para el circuito de la figura:
a) En las condiciones del dibujo, ¿cuánto vale la corriente y la potencia en L1? b) Si cambia de posición el interruptor, ¿cuánto vale la corriente y la resistencia en L2? c) ¿El fusible resiste la corriente en ambas posiciones? 3) Calcular la corriente que circula por la resistencia y la potencia que disipa.
4) En el ejercicio anterior la resistencia puede disipar ¼ W. ¿Se quema? 5) Para el circuito de la figura:
a) Calcular la resistencia equivalente de R2 y R3. b) Calcular la resistencia equivalente total. c) Calcular la corriente que circula por R1. d) Calcular la tensión en los terminales de R2. e) Calcular la tensión en los terminales de R3. f) Calcular la corriente que circula por R2. g) Calcular la corriente que circula por R3. h) Calcular la potencia que disipa cada resistencia y la que debe entregar la fuente. 6) Para el circuito de la figura:
a) ¿Cuál es la resistencia de la lámpara? b) ¿Qué corriente circula por la lámpara? c) ¿Qué ocurre al cerrar el interruptor? d) Cuando el interruptor se cierra ¿cuál es la corriente por la lámpara? e) ¿No se podría armar el circuito sin el relé? ¿Qué ventaja tiene usar el relé?
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7) Los siguientes circuitos son parecidos, pero no iguales, al anterior. Explique como funcionan. a)
b)
8) Dibuje un circuito que utilice un relé y mediante un interruptor en el lado de baja tensión logre encender alternativamente dos lámparas al cambiar de posición el interruptor mencionado. 9) Para el siguiente circuito calcule: a) b) c) d) e) f) g) h)
La reactancia capacitiva La reactancia inductiva La impedancia La corriente que circula La tensión en la resistencia, en la bobina y el capacitor. El factor de potencia El defasaje La potencia activa y la aparente
¡Observe que en ciertos componentes de circuitos de CA la tensión puede ser mayor que la de la fuente ! 10) ¿Cuánto vale la tensión de pico en la fuente del ejercicio anterior? 11) Un motor de CA tiene una potencia de 1KW y un factor de potencia de 0,75. Calcular la corriente que consume cuando se lo conecta a 220 V. Volver a calcular si el factor de potencia es de 0,9. ¿Si se aumenta el factor de potencia la situación mejora o empeora? ¿Por qué? 12) El transformador tiene una relación de espiras de 25 a 1. Calcular: a) b) c) d)
La tensión en el secundario La corriente en el secundario La corriente en el primario La potencia aparente del transformador
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13) Mediante un simulador computadorizado de circuitos electrónicos realice el ejercicio 1 nuevamente midiendo con los instrumentos virtuales. Verifique que los resultados tendrían que dar igual que antes. Anote los cálculos que se necesiten en base a las mediciones. Haga un cuadro con los valores antes obtenidos y los de este procedimiento. Ejemplo de cuadro: Punto
Valor calculado en el ejercicio
Valor medido con el simulador
a b c d e 14) Idem, ejercicio 5. 15) Idem, ejercicio 6. 16) Idem, ejercicio 9. Observación: Tenga en cuenta que los instrumentos deben configurarse para CA. 17) Describa lo que marca el voltímetro del siguiente circuito al cambiar alternativamente la posición del interruptor. Compruebe lo descripto con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos.
18) Con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos describa detalladamente la señal que muestra el osciloscopio al cambiar la posición del interruptor y explique por qué es de ese modo. Haga un también un diagrama. Para ver la curva en forma adecuada deberá ajustar las escala de tensión y tiempo del osciloscopio.
19) Escriba una conclusión sobre las ventajas y desventajas del simulador. Algunas respuestas: 1) a) 0 b) 3,33 A c) 1,8 ohm d) si e) por ejemplo 5 A 2) a) 5,45 mA; 65,5 mW b) 2,5 A; 4,8 ohm; c) si 3) a) 0,5 mA, 1 W; b) 25 microA, 2,5 microW 4) a) Se quema b) No se quema 5) a) 1,2 Kohm b) 2,2 Kohm c) 10,9 mA d) 13,1 V e) 13,1 V f) 6,54 mA g) 4,36 mA h) En R3, 57,1 mW 6) a) 800 ohm b) 0 d) 0,25 A 9) a) 318,2 ohm b) 628,3 ohm c) 588,2 ohm d) 0,374 A e) 187 V; 235 V; 119 V f) 0,85 g) 31,75 grados h) 69,9 W; 82,3 W 10) 311 V 11) 6,1 A: 5,1 A; mejora 12) a) 8,8 V b) 8,8 mA c) 0,35 mA d) 77,4 mW
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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 3 1) ¿Qué es la electrónica? 2) ¿Qué es un semiconductor? ¿Qué es un hueco? ¿Qué es dopar? ¿Qué es una unión pn? 3) ¿Qué dispositivos se utilizan en la rectificación? 4) ¿Cómo funciona un diodo? 5) Describa los componentes más importantes de un circuito de alimentación y la función que cumplen. 6) ¿Qué es un transistor? ¿Como están conformados los transistores npn y pnp? ¿Cuáles son sus símbolos? 7) ¿Qué es un amplificador? ¿Qué tipos hay? 8) Escriba el significado de las siglas CMOS, LED, LSI, VLSI, FET, SCR. 9) ¿Qué es un sensor? ¿Qué es un transductor? 10) Haga un cuadro con los nombres de los siguientes componentes usados en electrónica, dando su nombre, símbolo y su utilidad en forma breve: a) Resistencia b) Potenciómetro c) Capacitor cerámico ch) Capacitor electrolítico d) Transformador e) Relé f) Fusible g) Bloque de terminales h) Dipswitch i) Piloto de neón (“ojo de buey”) j) Disipador k) Zumbador piezoeléctrico l) Diodo ll) Puente rectificador m) Diodo Zener n) Led ñ) Display de 7 segmentos o) Regulador de voltaje p) Encapsulados de transistores q) Fotocelda r) Led infrarrojo rr) Fotodiodo s) Optoacoplador t) Triac u) Amplificador operacional 11) Haga un cuadro con el dibujo y una breve referencia para los principales tipos de optoacopladores. 12) Explique como se pueden controlar los picos de tensión que ocasionan las inductancias (bobinas) para no dañar a los semiconductores. 13) Describa brevemente los pasos para construir un circuito impreso. 14) Una resistencia tiene los siguientes colores: rojo, amarillo, naranja y dorado. ¿Cuál es su valor nominal? ¿Entre qué valores reales puede estar comprendida? 15) ¿Cuáles son los colores de una resistencia de 390 ohm al 10%? 16) ¿Cuáles son los colores de una resistencia de 2M2 al 20%? 17) ¿Se puede comprar una resistencia de 4K5? ¿Por qué? 18) Un capacitor cerámico tiene la sigla 3N9. ¿De cuántos microfarads es su capacidad? 19) Un capacitor cerámico tiene la sigla 121. ¿De cuántos microfarads es su capacidad? 20) Un capacitor cerámico tiene la sigla 470P. ¿De cuántos microfarads es su capacidad? 21) Haga un cuadro con el nombre de los siguientes componentes y las especificaciones para su compra: a) Resistencia b) Capacitor c) Led d) Diodo e) Transistor f) Triac g) Relé 22) ¿Qué cosas pueden ocurrir si invierte la polaridad de un componente electrónico con polaridad? Algunas respuestas: 14) 24k al 5%; entre 22800 y 25200 ohm 15) naranja, blanco, marrón, plateado 16) rojo, rojo, verde 17) 0,0039 microfarad 18) 0,00012 19) 0,00047 20) No existe comercialmente
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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 3 bis 1) Para el circuito de la figura (un rectificador de media onda), con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos, se pide: a) b) c) d)
Ajuste el osciloscopio del simulador para ver nítidamente la onda de CA en la fuente. Dibújela. Calcule la tensión de salida del transformador. Verifique lo anterior midiendo y anote el resultado. Ajuste el osciloscopio para ver la onda de salida del transformador. Dibújela. ¿Qué diferencias encuentra con la anterior? e) Saque momentáneamente el capacitor (CUIDADO: NO DEJE EL CONDUCTOR EN CORTOCIRCUITO) y ajuste el osciloscopio para ver la onda de salida del diodo. Dibújela. ¿Por qué tiene esa forma?
f)
Coloque nuevamente el capacitor y vea la onda en la carga (resistencia de 2k). Dibújela. ¿Por qué tiene esa forma? g) Repita el punto anterior aumentando el valor del capacitor. ¿Qué conclusión obtiene? h) ¿Cuánto vale la potencia en la carga del circuito dibujado? 2) Para el circuito de la figura, con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos, se pide
a) b) c) d) e)
¿Cuánto vale la corriente en el circuito de base del transistor? Idem, colector. ¿Cuál es la tensión en la resistencia de 10 k? ¿Cuánto vale la potencia en la resistencia de 10 k? Si se cierra el interruptor ¿cuánto vale la corriente de base? ¿cuál es la tensión en la resistencia de 10 k? ¿Y la corriente? ¿Y la potencia? f) Coloque un osciloscopio sobre la resistencia de 10 k y dibuje la onda que se obtiene al cambiar de posición el interruptor. ¿Cuál es el significado de esa onda? g) Haga una breve resumen de la forma en que funciona un transistor como conmutador y realice comparaciones con un relé. 3) Para el circuito de la figura, con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos, se pide: a) b) c) d)
¿Cuánto vale la tensión en la compuerta del triac? ¿Cuál es la tensión en la carga de 5k? Cierre el interruptor, ¿cuánto vale la tensión en la compuerta? ¿Cuánto vale la tensión en la carga?
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e) f) g) h) i)
¿Cuánto vale la corriente en la carga? ¿Cuánto vale la potencia en la carga? Explique las similitudes y diferencias entre el transistor en conmutación y el triac. Coloque un osciloscopio en la carga y observe la forma de onda al cambiar la posición del interruptor. Dibújela. Explique que significa. En base a la curva anterior averigue la importancia que tienen los triacs con disparo en el cruce por cero.
No olvide ajustar los instrumentos para CA.
4) Para el circuito de la figura, con la ayuda de un simulador computadorizado de circuitos electrónicos, se pide:
a) b) c) d) e)
¿Qué ocurre en las condiciones de la figura? ¿Qué ocurre al aumentar la resistencia del potenciómetro? ¿Para qué valor de resistencia en el potenciómetro el led se apaga? ¿Cuál es la corriente? El simulador tiene dos inconvenientes en relación a los leds. ¿Cuáles? ¿Por qué no enciende el led inferior al cambiar la posición del interruptor? Explique cómo se corrije y verifique.
Algunas respuestas: 1) b) 8,8 V; h) 63 mW 2) a) 0 b) 0 c) 63 microvolt d) 0 e) 1,4 mA; 99,9 V; 10,1 mA; 1 W 3) a) 0 b) 2,99 mV c) 36,9 mV d) 120 V e) 24,1 mA f) 2,88 W 4) c) aproximadamente 600 ohm; 9,78 mA
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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 4 1) ¿Cuál es la diferencia entre circuitos analógicos y digitales? 2) ¿Qué es un bit? ¿Con qué números se los representa generalmente? 3) De el significado de las siglas BIT, MSB, LSB, ASCII, BCD, TTL, SSI, MSI, LSI, VLSI, 4) ¿Cuáles son los nombres de las principales compuertas lógicas? 5) ¿Qué se entiende en computación por palabra? ¿Qué es un byte? ¿Cuántos bytes tiene una palabra de 32 bits? 6) Haga un cuadro con las operaciones de la lógica Booleana y su significado. 7) Haga un esquema proporcionado de las tensiones que corresponden a estados bajos y altos para la familia TTL. 8) ¿Qué precauciones deben tenerse para manipular circuitos de tecnología CMOS? 9) ¿En que consisten los dispositivos tri-state? 10) Un circuito integrado tiene la identificación 74LS15. ¿Cuántas compuertas tiene? ¿De que tipo? 11) ¿Qué es un circuito combinatorio? 12) ¿Qué es un multiplexor? ¿Qué es un demultiplexor? 13) ¿Qué es un flip-flop? ¿Qué es un latch? 14) Enumere los principales tipos de flip-flops. 15) ¿Qué es un multivibrador monoestable? ¿Para que sirve?
Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 4 bis 1) Convierta el número 104d a binario y a hexadecimal. 2) Convierta el número 10101011b a hexadecimal y a decimal. 3) Convierta el número 4Fh a binario y a decimal. 4) Para el siguiente circuito digital se pide:
a) Escriba ecuación. b) Escriba la tabla de verdad. 5) Idem.
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6) Dibuje el circuito que corresponde a la ecuación X =(NOT(A AND B)) OR B
_ 7) Dibuje el circuito que corresponde a la ecuación Z = (X + Y) . X 8) En el circuito de la figura se muestran dos integrados mencionados en la teoría. Dibujar el circuito equivalente con compuertas simples y también su ecuación.
Algunas respuestas: 1) 01101000b ; 68h 2) Abh ; 171d 3) 79d ; 01001111d 4) a) S=(A+(NOT B)) AND B ____ ____ _ 5) a) R= X . Y + Y . Z + Y . Z 8) S= A . B
Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 5 1) Vuelva a definir los conceptos de sistema de control, lazo abierto y lazo cerrado, desde la perspectiva de los circuitos electrónicos. 2) Indique para que sirven y cuales son los principales componentes (y la función que cumplen) de los siguientes circuitos: a) Conmutadores de potencia con relés. b) Temporizador para relé. c) Control de temperatura para relé. 3) Mencione cuáles son los principales semiconductores empleados en la conmutación de potencia y cuales son sus principales características. 4) ¿En qué consisten el control sincrónico y asincrónico? ¿De qué formas se hace el sincrónico? ¿En qué consisten? 5) Dibuje el circuito de un triac disparado por optoacoplador y explique su funcionamiento. 6) ¿Cómo funciona un control de temperatura proporcional? 7) Dibuje el circuito de un interruptor de CC con transistor y explique su funcionamiento. 8) Dibuje el circuito de un relé de estado sólido y explique su funcionamiento.
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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 6 1) a) b) c)
Explique que función cumplen los siguientes transductores: Célula fotoeléctrica Transductor piezoeléctrico Termostato
2) Haga un cuadro donde aparezcan la función y las siglas en inglés y en español para los convertidores analógico digital y digital analógico. 3) Haga un cuadro comparativo entre los detectores de proximidad inductivos y capacitivos. 4) ¿Qué tipos de células fotoeléctricas existen? ¿En qué consiste cada uno? 5) Haga un cuadro donde figuren los nombres de distintos tipos de sensores, una breve descripción de su utilidad y un dibujo o esquema relacionado con el mismo. 6) ¿Cuáles son los descubrimientos de Faraday y Ampere que fundamentan el funcionamiento de los motores y generadores eléctricos? 7) Haga una síntesis de las características y tipos de generadores de CC. 8) Idem, motores de CC. 9) Idem, generadores de CA. 10) Idem, motores de CA. 11) ¿Qué tipos de motores se utilizan preferentemente en microrobótica? ¿Qué características tienen cada uno de ellos? 12) Explique en palabras sencillas como funciona un motor PAP. 13) ¿Qué tipo de motores PAP existen? ¿Qué características los distinguen? 14) ¿Cómo se clasifican los motores PAP en cuanto al funcionamiento? ¿En qué consiste cada uno? 15) ¿Qué informaciones debe recibir un sistema de control para controlar un motor PAP? 16) ¿Para qué sirve una leva? 17) ¿Para qué sirve un engranaje? 18) Busque las especificaciones técnicas (tensión, corriente, par, rpm, etc.) de algún motor de CC para microrobótica. 19) ¿Cómo se logra invertir el sentido de giro en un motor de CC? 20) ¿Cómo se logra invertir el sentido de giro en un motor de CA?
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Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 6 bis 1) Un engranaje de 20 dientes gira a 600 rpm y está conectado a otro engranaje que debe girar a 200 rpm. Se pide: a) b) c) d)
La velocidad angular del primer engranaje. La cantidad de dientes del segundo engranaje. La velocidad angular del segundo engranaje. La relación de transmisión.
2) En una transmisión por correas el diámetro de la polea motora es de 40 mm y el de la conducida es de 100 mm. La polea motora gira a 140 rpm. ¿A cuántas rpm gira la conducida? ¿Qué velocidad tangencial tiene la correa? ¿Cuál es la relación de transmisión? 3) Una cinta transportadora tiene tambores de 30 cm de diámetro. Debe transportar aproximadamente 50 objetos por minuto en una longitud de 8 m. Se pide: a) Tiempo que tarda en transportarse un objeto. b) Velocidad de los objetos. c) ¿A cuántas rpm debe girar el tambor? 4) En el ejercico 1 el primer engranaje tiene un diámetro de 50 mm y se necesita que el engranaje 2 un torque (momento torsor, cupla, par) de 500 N.m. ¿Qué potencia debe tener el motor? 5) En el ejercicio 2 la potencia del motor es de ¼ CV. ¿Qué torque se tendrá en cada polea? 6) En el ejercicio 3 es necesario un torque de 600 Kgcm. ¿Qué potencia debe tener el motor? 7) Un motor PAP tiene un giro de 1,8 grados por paso. Determinar: a) Cantidad de pasos para un giro completo. b) Idem, para girar 90 grados. c) ¿Se puede hacer girar el motor exactamente 20 grados? ¿Por qué? 8) Un motor PAP de 50 pasos debe lograr giros de 2 grados y para ello se conecta a un par de engranajes. Si el engranaje conectado al motor tiene 40 dientes ¿cuántos dientes debe tener el segundo?
Algunas respuestas: 1) a) 62,8 rad/seg b) 60 c) 20,93 rad/seg d) 3:1=3 2) 56 rpm , 0,29 m/s , 1:2,5=0,4 3) a) 1,2 seg b) 6,66 m/seg c) 424 rpm 4) 10,5 kW 5) 1,28 Kgm ; 3,2 Kgm 6) 3,55 CV 7) a) 200 b) 50 c) No, puede girar 19,8 o 21,6 grados 8) 144
Tecnologías de Control - Trabajo Práctico 7 1) ¿Qué se entiende por software? ¿Qué es un programa? 2) ¿Qué es un lenguaje de programación? ¿En que consisten los lenguajes de alto y bajo nivel? 3) ¿En qué consisten y cómo se relacionan los términos codigo fuente, codigo objeto y programa ejecutable? 4) ¿Para qué sirven los intérpretes y los compiladores? ¿En qué se diferencian? 5) ¿Qué características tienen las transmisiones serie y paralelo en informática? Busque un ejemplo sencillo de cada una. 6) Indique el significado de las siglas ASCCI, BIT, BYTE, BASIC y RS232. 7) ¿En qué consiste la lógica difusa? 8) Haga una brevísima síntesis de los conceptos involucrados en la teoría de la información.
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