Péndulo Inteligente De Newton Con Electricidad (Péndulo de Newton con electricidad): 17 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este proyecto lo hice con un fin educativo, ya que resulta curioso e hipnotizante la manera en que fluye la electricidad por medio de los bombillos. Pienso que es una buena Herramienta para enseñar a las personas el principio del péndulo de Newton, pues con el péndulo tradicional solo se observa las "pelotas" de los extremos moverse.

Si desea ver este Instructable en inglés, haga clic en el siguiente enlace:

Dedicado a: Mi madre y mi padre por el apoyo, y a mi amigo Oscar Mendez.

Paso 1: Materiales

1 Computadora

1 Software de Arduino

www.arduino.cc/en/Main/Software

1 Arduino Mega

CR:

Otros Paises:

1 cable USB A a B para arduino Mega

CR:

Otros Paises:

1 Módulo de Relés de 16 canales

En Costa Rica solo se consigue por encargo. Yo lo compre en Amazon

www.amazon.com/gp/product/B0057OC66U?keywor…

1 fuente externa para el modulo de reles

www.amazon.com/BINZET-100-240V-Converter-Ad…

10 Bombillos tipo globo de 40-60 W

Se encuentran en una tienda de Lamparas.

10 bases o plafones con terminales tipo antena

Se consiguen en Amazon

20 metros de Cable de Audio o de parlante

www.amazon.com/AmazonBasics-16-Gauge-Speake…

Cables Hembra-Macho

CR:

www.crcibernetica.com/jumper-wires-connect…

Otros Paises:

2 solenoides

www.amazon.com/gp/product/B00DN7BFDS?psc=1&…

1Fuente Externa de 24V para los solenoides

www.amazon.com/gp/product/B00ANFJ26U?psc=1&…

1 atenuador

Se consiguen en ferreterias

Muchas Gazas

Se consiguen en ferreterias

Soldadura de Estaño

CR:

Otros Paises:

Cautin

CR:

Otros Paises:

3 Reglas de Madera de para la estructura (medidas a conveniencia del maker)

1 Taladro y broca para madera

Se consiguen en ferreterías

Opcional (sistema inteligente de apagado)

1 teléfono inteligente

1 Arduino

Se puede utilizar el arduino que se quiera, incluso uno barato y sencillo, ya que lo ocuparemos solamente para 1 función. En mi caso utilizare el Arduino UNO

1 Un modulo de Reles de 1 o 2 espacios

CR:

www.crcibernetica.com/2-channel-5v-relay-m…

Otros Paises:

1 módulo Bluetooth para arduino

CR:

Otros Paises:

1 Cable usb para el Arduino a Utilizar

*** Los enlaces para dar a conocer donde pueden conseguir los materiales lo he hecho basándome en los sitios mas cómodos, ya que la idea es que el proyecto sea interesante y barato, pese a la cantidad de materiales que se ocuparan.

Si usted está fuera de Costa Rica puede utilizar los enlaces de Sparkfun o Amazon, y si bien usted está en Costa Rica hay sitios comodos como MicroJPM o CRCibernetica. ****

Paso 2: Programación De Secuencia De Luces Y Movimiento De Solenoides

Adjunto el archivo.ino de la programación, explicando con comentarios como funciona.

Inicialmente pensé en utilizar la función de Bucle "for", sin embargo como necesitamos mantener encendidos los solenoides y apagarlos solamente durante unos segundos para volverlo a encender, la mejor manera que hallé fue programando de esa manera. Sin embargo si sabes de otra forma hazlo saber;)

Paso 3: Montaje Del Circuito

En esta etapa debemos conectar los pines de salidas digitales de nuestro Arduino Mega a los pines de entrada del Modulo de Reles. Para hacerlo mas sencillo nos guiaremos con la tabla anterior ↑

Debemos recordar la alimentación de ambas placas, haremos las conexiones pero no les daremos alimentación hasta el final. El Arduino Mega se puede alimentar de dos maneras, mediante USB o por la entrada DC.

En cuanto al módulo de relés… de la placa arduino haremos un nodo o una alimentación de los + 5v a los + 5v de ambas filas de pines de el módulo de relés, de igual manera con las tierras (GND), ambas filas de pines deben quedar alimentadas. Toda la tarjeta del modulo de Reles debemos alimentarla con un adaptador o fuente de 12V a 500mA como mínimo. Al lado de las filas de pines hay un socket Azul con 2 pines o tornillos, allí colocaremos GND y + 12V del adaptador.

Las conexiones para comunicar el módulo de reles con el arduino los haremos con los Jumpers Macho-Hembra.

¿Por que no utilicé el pin del Relé numero 12?

No es que me equivoqué, lo que paso fue que el relé se descompuso y no me funciono:)

Por favor tener cuidado con la polaridad, asegurar de conectar bien la alimentación, ya que puede afectar la placa. Como dice la frase… "Midamos 2 veces y cortemos 1" así estaremos trabajando seguros:)

Paso 4: Soldar Bases De Los Bombillos a Los Cables De Audio

Acá utilizaremos el cautín y la soldadura para conectar los cables de audio que es el camino por donde irá la electricidad, a las bases de los bombillos.

La distancia de cable para cada bombillo es de 1 metro para ambas lineas (1 m para Positivo y 1m para Negativo).

NO TOCAR LAS PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

A pesar de la advertencia de no tocar las bases soldadas durante el funcionamiento del péndulo, se puede opcionalmente cubrir con termocontraible las "antenas metálicas" para así estar más seguros.

Paso 5: Adherir Las Bases De Los Bombillos a Una Regla O Tabla Delgada

Buscaremos una regla o tabla delgada, y sobre ella iremos añadiendo las bases de los bombillos con ayuda de pegamento, esto lo haremos con los bombillos ya colocados en las bases, lo ideal es que queden con una distancia entre bombillo y bombillo de alrededor de 3mm. La tabla delgada hará que los bombillos se mantengan en su posición durante el funcionamiento.

Por ultimo cortamos el sobrante de la regla o de la tabla delgada.

PD: NO DEBEMOS PEGAR LOS 2 BOMBILLOS DE LOS EXTREMOS, YA QUE SON LOS QUE TIENEN MOVIMIENTO

Recuerde: NO TOCAR LAS PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

Paso 6: Colocar Los Solenoides

Los Solenoides los colocaremos con ayuda de gasas y pegamento en la parte trasera de la regla o tabla que utilizamos para los bombillos. Debemos hacer un añadido o mecanismo de empuje el cual pegaremos a el pistón de los solenoides como se observa en las imágenes, se puede utilizar un cartón duro o paletas de madera. el bombillo.

Los cables que llegan a los solenoides deben ir en la tabla superior donde hicimos los agujeros.

Paso 7: Perforar La Madera Para Introducir El Cableado De Los Bombillos

Con ayuda de una cinta métrica marcaremos la mitad de nuestra tabla superior, en la cual irán los bombillos colgando.

En la mitad marcada haremos 2 agujeros verticales, uno sobre otro, con una distancia considerable (aproximadamente 3 cm) para introducir los cables de los bombillos, esto mismo lo haremos con todos los bombillos. La distancia entre los pares de los agujeros de cada bombillo puede ser de 4 cm.

Colocaremos esta tabla superior sobre las tablas que utilizaremos a los lados como base o estructura.

Recuerde: NO TOCAR LAS PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

Paso 8: Introducir Los Cables De Los Bombillos En Los Agujeros De La Tabla Superior

Introduciremos los cables que van conectados a las bases de los bombillos y de los solenoides, por estética pondremos la línea negativa adelante y la positiva detrás.

Paso 9: Conexión De Modulo De Relés Con Los Bombillos Y Solenoides

En esta etapa conectaremos las bases de los bombillos (ya con sus cables de parlante soldadas) y los solenoides a cada relé del modulo, siguiendo la tabla de la imagen 2 ↑.

Las denominaciones "k #" las podemos ver en el módulo de relés impresas, para saber cual número de relé estamos utilizando.

¿Por que no utilicé el rele 12?

No es que lo olvidé, lo que paso fue que el relé se descompuso y no me funciona, por lo cual usé el 13

RECUERDE: NO TOCAR EL MODULO DE RELÉS, PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

Paso 10: ¿Como Conectar Los Bombillos Y Los Solenoides a Los Relés?

¿Cual es la función de los relés?

El Relé es un dispositivo electromecánico, que funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes:)

Ahora bien… ¿Cómo conectamos fisicamente los bombillos y solenoides a los relés?

Los Bombillos se componen de 2 cables, tomaremos 1 cable por cada bombillo (preferiblemente el cable que contenga la línea negativa) y lo conectaremos a la terminal NORMALMENTE ABIERTA del relé. El cable que trae la alimentación principal de la línea negativa lo conectaremos a la terminal COMUN.

El otro cable del bombillo (Positivo) lo conectaremos a la alimentación directamente, tal como podemos ver en la imagen 1 ↑.

Con los Solenoides se usa el mismo procedimiento, pero la alimentación de los solenoides en mi caso será con la fuente de 24 V.

El circuito final nos debe quedar como la segunda imagen. A excepción de los solenoides, que van a la alimentación de 24v de la fuente.

PD: Por error yo incluí 11 bombillos en el dibujo, pero realmente son 10. Por lo que no utilizaremos el espacio número 12 del módulo de relés

Recuerde: NO TOCAR EL MODULO DE RELÉS, PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

Paso 11: Conectando El Dimmer

La función del dimmer es variar la intensidad de la luz de los bombillos incandescentes. Esto nos da la opción de darle mas intensidad de brillo o tener una luz mas tenue, según nuestro gusto.

La conexión del dimmer la haremos de la siguiente manera:

1. Localizaremos los 2 cables de alimentación principal que van a los bombillos.

2. Elegiremos simplemente 1 cable de la alimentación principal que va a los bombillos, lo cortamos y en medio del corte conectaremos el dimmer.

3. El dimmer se compone de 2 terminales con tornillos, en las cuales introduciremos los cables que quedarán cortados.

Paso 12: Vista Del Progreso

Algo así nos debe quedar el montaje.

Paso 13: Estructura Y Base

La estructura y la base pienso que es más un punto de imaginación y requisitos del fabricante, según el lugar donde lo vaya a instalar, el espacio disponible, portabilidad, etc.

Yo lo he hecho de la siguiente manera, con ayuda de ángulos y tablas simples he construido en forma de cruz las bases, y las estructuras laterales tienen colocadas unas bisagras para poder doblar el péndulo y trasladarlo fácilmente de un lugar a otro.

Paso 14: Encendido Inteligente Del Péndulo… Paso 1. Crear La APP

1. Crearemos la APP en appinventor.com

* He adjuntado un archivo PDF donde explico como hacer la Aplicación para el smartphone. Ya que la idea es entender como funciona la APP y los comandos, no simplemente copiar y pegar el código.

Paso 15: Programando El Encendido Inteligente En El Arduino

Adjunto archivo.ino de la programación con comentarios de como funciona.

Paso 16: Circuito Para El Encendido Inteligente

Armaremos el circuito tal como se muestra en la imagen anterior.

Módulo Bluetooth:

Pin VCC con Pin VCC del arduino

Pin GND con Pin GND del arduino

Pin TX con Pin RX del arduino

Pin RX con Pin TX del arduino

Módulo de relé:

Pin VCC con Pin VCC del arduino

Pin GND con Pin GND del arduino

Pin IN 1 con Pin Digital número 10 del Arduino

Debido a que ocupamos alimentar ambos módulos, podemos opcionalmente sacar un jumper principal de VCC y GND del Arduino, y a estos soldar los VCC y GND de ambos módulos.

Podemos observar el resultado en el siguiente video.

Paso 17: ¡Hemos Finalizado Maker

Recuerde: NO TOCAR EL MODULO DE RELÉS, PARTES SOLDADAS, CABLES O BASES DE LOS BOMBILLOS, CUANDO EL PROYECTO ESTÉ ALIMENTADO, YA QUE PUEDE OCACIONARTE DAÑOS

Si desea ver este Instructable en inglés, haga clic en el siguiente enlace:

Dedicado a: Mi madre y a mi padre por el apoyo, y a mi amigo Oscar Mendez.