Reciclado de fuentes de alimentación de PC's para proyectos electrónicos: células Peltier

En nuestro afán por concienciar sobre el reciclaje, hemos realizado en el centro distintos proyectos y propuestas para dar una segunda vida a distintos componentes. Existen numerosos proyectos en nuestro centro, tales como Norba en Verde, que se mueven en esta línea. Los alumnos del programa proyect@ también realizan muchas actividades que se mueven en esa dirección. Y nosotros mismos, desde NorbaSky hemos realizado numerosas entradas en nuestro blog en donde los alumnos usaban componentes reciclados para sus diseños. En cuanto al uso de piezas de PCs obsoletos, hemos realizado un estudio de mercado para poder construir potentes ordenadores reutilizando componentes y adquiriendo otros de segunda mano. Hoy nos centraremos en el la reutilización de las fuentes de alimentación de PC's para distintos desarrollos.

Necesidad de potencia y amperaje

Tanto en este curso como en cursos anteriores hemos realizado una serie de proyectos tecnológicos con componentes electrónicos, motores y otros dispositivos que hacían uso de corriente continua para funcionar. Cuando estos proyectos requieren de una cantidad considerable de potencia (principalmente amperaje a un determinado voltaje fijo) surgen numerosos problemas. Por lo general, el uso de pilas convencionales no es posible, y el de baterías (generalmente de litio) es ineficiente y caro, teniendo que utilizar frecuentemente varias conectadas en paralelo. Es por ello por lo que intentamos buscar un medio económico y eficiente que pudiera solucionar nuestros problemas, y lo encontramos en la basura.

Son muchos los PC's que se abandonan por obsoletos o defectuosos. Generalmente, la mayoría de las personas no reciclan sus componentes, bien por falta de conocimientos técnicos o bien porque en muchos casos no merece la pena hacerlo, al menos económicamente hablando. También es cierto que cuando el PC que se desecha tiene muchos años, sus componentes no suelen ser prácticos ni funcionales en un nuevo equipo, bien por problemas de compatibilidad (todo tipo de tarjetas de expansión...), bien por capacidad irrisoria para los tiempos que corren (sean discos duros o memorias), bien por un bajo rendimiento (CPU's, dispositivos de almacenamiento,...) o bien porque la función que tenían ya se ha perdido (disqueteras, lectoras de CD, tarjetas de sonido, digitalizadoras de video analógico...). En cuanto a las fuentes de alimentación, las muy antiguas, aunque siguen pudiendo utilizarse en equipos actuales, suelen proporcionar poca potencia para los tiempos que corren en donde los componentes más exigentes consumen demasiado. Además, suelen ser más ruidosas que las de hoy en día y menos fiables en cuanto a picos de corriente. Sin embargo, perfectamente pueden proporcionar potencias de hasta 300w sin ningún tipo de problemas, algo que no es fácil de conseguir haciendo uso de pequeñas baterías.

Tipos de fuentes de alimentación y conectores principales

Existen numerosos tipos de fuentes de alimentación para PC (ATX, SFX, SFX-L, TFX,...) que básicamente se diferencian unos de otros en el tamaño y forma de la misma. Lo bueno para nosotros es que en todos estos tipos el cableado es prácticamente similar, o al menos muy parecido. Cada fuente de alimentación dispone de una serie de conectores estandarizados con distintas funciones que permiten, además de alimentar eléctricamente a los distintos componentes del sistema, encender la fuente de alimentación, informar si esta está encendida o proporcionar una pequeña corriente cuando el sistema se encuentra en stand-by. 

Distintos conectores de una placa ATX: 1 Mini-Molex para disquetera (en desuso), 2 Molex para dispositivos IDE (Discos duros y unidades ópticas), 3 Alimentación de dispositivos SATA (Discos duros y SSD), 4 y 5 para tarjetas gráficas potentes, 6 y 7 para alimentación de potentes CPU's, 8 conector ATX 20+4 para la placa base y sus tarjetas.

Cada conector absorbe una pequeña parte de la potencia total de la fuente de alimentación para proporcionarla a un determinado componente del PC. De hecho, aunque solo usáramos uno de los conectores, este no proporcionaría toda la potencia que la fuente puede generar. Así, por ejemplo, una fuente de 200w podría suministrar un máximo de 120w al conector ATX, un máximo de 25w a cada uno de los conectores Molex y SATA,... Por tanto, si en disponemos de una fuente de este tipo y necesitamos una potencia de 180w, tendríamos que combinar la potencia de salida de varios conectores.

A efectos prácticos, lo que más nos interesa son los colores de los cables: los cables negros están conectados a tierra, los cables amarillos proporcionan una salida de 12V de corriente continua, los cables rojos proporcionan 5V. Estos colores son los que nos van a resultar más útiles. Disponemos también de cables azules que proporcionan -12V con muy poca intensidad, cables naranjas que proporcionan 3,3V y en algunas placas modernas alguna combinación más exótica con voltajes específicos para piezas concretas. Todos estos cables de colores permitirán alimentar nuestros distintos proyectos con distintos voltajes. Por otra parte, para que la fuente de alimentación funcione, es necesario encenderla, lo que se consigue conectando el cable verde de puesta en marcha con cualquier cable negro de tierra (esto es lo que hace el interruptor del PC). Finalmente tenemos un cable gris de 5V con muy baja intensidad que habitualmente se usa para iluminar un led que nos indica que el PC está funcionando, o un cable purpura que proporciona 5V a un bajo amperaje incluso cuando la fuente está apagada, para alimentar a los dispositivos en standby.

El conector ATX

Usado para alimentar a la placa base, así como a la mayoría de los componentes acoplados directamente a la misma, consideramos el conector ATX de 20 o de 24 (20+4) pins como el más importante de la fuente de alimentación, ya que contiene cables con todos los voltajes disponibles, así como interruptor (verde) y cables de información (como el gris) o la línea púrpura de standby. Además, las líneas que suministran más potencia al PC se encuentran aquí. Las antiguas fuentes de alimentación (y las antiguas placas base) usaban conectores de 20 pins, pero a las modernas, al necesitar más potencia, se les agregaron 4 pins adicionales (de tierra, 12V, 5V y 3,3V). Sin embargo, un conector de 20 pins puede alimentar una placa de 24 pins (siempre que esta tenga no tenga componentes que requieran un elevado consumo), y un conector de 24 pins puede alimentar una placa de 20 pins (desechando los 4 pins añadidos).

Esquema de conexiones de los conectores ATX de 20 pins (en desuso) y de 20+4 pins (más moderno)

Usando fuentes ATX para alimentar placas Peltier

Durante el presente curso hemos intentado construir una cámara de niebla para detectar partículas radioactivas. En teoría es algo fácil de realizar si se dispone de los materiales adecuados y el dinero necesario para adquirirlo. Pero si para construirla usas materiales reciclados y componentes disponibles en el laboratorio, el tema se complica. Para su construcción, era necesario bajar la temperatura de la misma bastantes grados y para ello se nos ocurrió hacer uso de células Peltier. Estas células no son nada eficientes energéticamente, consumiendo en torno a 30w de potencia cada una. El uso de baterías, por tanto, era complicado. Es por ello por lo que decidimos utilizar fuentes de alimentación de ordenadores que se iban a tirar a la basura por obsoletos, ya que estas proporcionan suficiente potencia.

Disponíamos de varias fuentes de alimentación de entre 200w y 300w, pero desconocíamos su funcionamiento. Así que nos pusimos a investigar. Lo primero buscar como arrancarlas. Rápidamente nos dimos cuenta de que había que puentear el cable verde con uno negro:

Detalle del puenteado para arrancar la fuente de alimentación: conexión de cable verde con tierra

Una vez arrancada, debíamos alimentar las placas con 12v. Probamos con cables amarillo-negro de varios conectores molex, pero no cuando la placa llevaba un rato funcionando, la fuente de alimentación se apagaba. Al parecer, este tipo de conectores no proporcionan suficiente potencia para nuestros componentes. Así que al final optamos por extraer la alimentación directamente del conector ATX, que si bien era más potente, solo nos permitía alimentar correctamente una placa Peltier, la cual rápidamente se puso a funcionar.

Hielo generado por una placa Peltier conectada a la fuente ATX tras depositar sobre la misma unas gotas de agua y esperar varios segundos

Hicimos varias pruebas y anotaciones de cuanto conseguíamos bajar la temperatura de las placas en distintas condiciones. También íbamos anotando todos los problemas que nos iban surgiendo (muchos de ellos relacionados con la potencia suministrada por la fuente de alimentación). Intentamos conectar varias células Peltier en serie para conseguir bajar más la temperatura, pero los conectores sueltos de la fuente de alimentación no daban tanta potencia (una fuente moderna hubiera funcionado perfectamente, pero estas fuentes antiguas iban muy justas). 

Héctor G. G., de 3º de ESO, realizando mediciones de temperatura obtenidas con una célula Peltier en distintas condiciones

El siguiente paso que nos planteamos para usar toda la potencia de la fuente de alimentación era la de unir todos los conectores amarillos juntos y todos los conectores negros por otra parte, obteniendo así dos conectores que en teoría nos darían el máximo de potencia disponible. Esta solución la hemos visto en varios webs (entre ellas forocoches) para reutilizar viejos radiocasette de coches.  Sin embargo, la suspensión de clases presenciales y el posterior confinamiento nos impidió realizar todas las pruebas que queríamos. No obstante, aprendimos bastantes cosas que más adelante podremos utilizar en nuevos proyectos que requieran una potencia eléctrica superior a la que estamos acostumbrados a utilizar con nuestras pequeñas creaciones.

Parte de los recursos materiales y humanos necesarios para realizar estas actividades han sido cofinanciados por el programa Proyect@ de la Junta de Extremadura.

Creando estructuras resistentes durante el confinamiento (1º PMAR)

Poniendo la vista en el horizonte del proyecto NorbaSky, debemos estudiar de qué forma crear vehículos y sondas resitentes que aguanten fuertes vientos e incluso eventuales golpes contra el suelo. Es por ello por lo que es sumamente importante el estudio de estructuras.

Propuesta del reto

Durante el principio del curso 2019-20 se realizó una introducción teórica a la creación de estructuras. Sin embargo, debido al confinamiento por la pandemia provocada por el COVID-19, quedó pendiente la implementación práctica de estos conocimientos en proyectos físicos reales realizados en el taller de tecnología. Y como había que seguir trabajando en casa, se propuso a los alumnos un reto en forma de concurso: la construcción de una maqueta con tubitos de papel que soportase el mayor peso posible. El alumno que consiguiera crear la estructura que soportase un mayor peso sobre ganaría el reto.

El premio en sí, era conseguir que su trabajo les gustara, que tuviera su propio reconocimiento, que estuvieran cómodos y que lo ejecutaran desde casa sin ningún tipo de ayuda presencial por parte del profesor: un proyecto individual, que requería esfuerzo, planificación, organización y por supuesto, entusiasmo, algo inimaginable para alumnos de 2º de la ESO. 

Investigación individual durante el confinamiento

Los alumnos han tenido que analizar y estudiar el por qué del uso de las estructuras triangulares, y entender de una forma clara los siguientes puntos: 

• El triangulo es el único polígono que no se deforma.
• La indeformabilidad se consigue con la triangulación. 
• Podemos asegurar la rigidez de la estructura, añadiendo escuadras, tensores y cables.
• La sección y la altura de los lados de los triángulos que forman la estructura son importantes en el diseño.
• De forma muy simple, hemos tenido que tener en cuenta  la llamada Ley de las barras, por la que B>2n-3. Siendo n=número de nudos y B=Número de barras.
• La estabilidad de nuestra estructura debía ser grande para que así soportase mucho peso, por tanto y a tener en cuenta: "las estructuras más bajas y anchas son más estables".             
• Podríamos mejorar la estructura, llegado el momento con un buen cable o tensor.

Desarrollo práctico del proyecto

Se les proporcionó a los alumnos un documento con los conceptos teóricos y las bases del proyecto, el cual aunque era sumamente sencillo, nos debía permitir ayudar en los cálculos para que los compañeros pudieran colocar en nuestras estructuras, todos aquellos elementos y mecanismos necesarios que permitirán "alcanzar las estrellas".

Después de unas semanas de trabajo en casa hemos quedado gratamente sorprendidos por los resultados obtenidos por los alumnos de 1º de PMAR. En esta entrada del blog hemos puesto algunas de las imágenes de sus trabajos, los cuales además nos emocionan al pensar que aunque "el instituto ha estado cerrado, durante el confinamiento, hemos conseguido que nuestros alumnos han seguido aprendiendo y construyendo", eso sí, de forma totalmente distinta.

Y estos son algunos de los resultados obtenidos.

tecnomanoli@educarex.es

Fabricación de una cámara de niebla casera refrigerada por células Peltier

Estudio de partículas fundamentales. 

Vamos a comenzar con una de las aplicaciones de la cámara de niebla, comprobar la teoría de la relatividad. Cuando la hacemos funcionar nos damos cuenta de que continuamente se ven trazas o estelas, tal y como se muestra en las siguientes imágenes:

Cuando una partícula cargada de suficiente energía interacciona con el vapor de etílico absoluto y saturado, lo ioniza. Los iones resultantes actúan como núcleos de condensación, alrededor de los cuales se forman gotas de líquido que dan lugar a una niebla. Al paso de las partículas se va produciendo una estela o traza, debido a los numerosos iones producidos a lo largo de su trayectoria, semejante a la que forman los aviones reactores en el cielo. Si nos fijamos de vez en cuando aparecen estas trazas o estelas debido a los muónes. Estas trazas tienen formas distintivas (por ejemplo, la traza de una partícula alfa es ancha y recta, mientras que la de un electrón es más fina y muestra evidencias de ser deflectada).

Los muones son unas partículas 207 veces más pesadas que el electrón y cuya vida media es de 2 microsegundos (la vida media es el tiempo que tarda en desintegrase la mitad de la población de partículas que se tenía inicialmente). Es decir no duran nada de tiempo. Estas partículas se generan por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera y viajan a velocidades cercanas a  la velocidad de la luz. Un muón típico se mueve con velocidad 0,9978c.

En 1963 David Frisch y James Smith realizaron un experimento en el que midieron el número de muones que llegaban a la superficie terrestre. Realizaron dos mediciones a distinta altura, una en lo alto del monte Washington y otra al nivel del mar. En la cima de la montaña registraron 568 muones por hora. A nivel del mar, y de acuerdo con la ley de decaimiento de su vida media, debería registrarse tan solo 27 muones por hora, sin embargo los científicos, al realizar la experiencia, detectaron 412 muones por hora. Parecía como si a los muones les hubiese dado tiempo a llegar a la superficie terrestre antes de desintegrarse, es decir que viven más tiempo. ¿Cómo es posible? La explicación nos la da la dilatación en el espacio y en el tiempo descrita por la Relatividad Especial:

Explicación desde el punto de vista de un observador situado en la Tierra: un muón típico que se mueva a velocidad 0.9978c recorrerá sólo 600m aproximadamente en 2 microsegundos. Sin embargo, la vida media del muón medida en el sistema de referencia terrestre debe incrementarse hasta 30 microsegundos debido al fenómeno de la dilatación del tiempo, y un muón con velocidad 0.9978c recorre del orden de 9000m.

Explicación desde el punto de vista del sistema de referencia de los muones: contracción de la longitud. Desde el punto de vista del muón, éste vive sólo dos microsegundos pero puede afirmar estar en reposo y ser la atmósfera la que circula junto a él a la velocidad de 0,9978c. Debido a la contracción del espacio, la atmósfera de 9000m en el sistema terrestre se encuentra así contraída a sólo 600m en el sistema del muón. Siendo así posible que los muones lleguen al nivel del mar.

Teoría sobre radiación y materiales radiactivos

La radiación. Es una forma de energía que proviene de diversas fuentes, algunas creadas por el hombre como las máquinas de rayos X, y otras naturales como el Sol y el espacio exterior y de algunos materiales radioactivos como el uranio en la tierra. La exposición a esa energía conlleva algunos peligros para la salud de los seres vivos, incluidos los humano

Wilhelm Conrad Roentgen, uno de los pioneros de la física en Alemania, fue también el primer galardonado con el Premio Nobel de Física en 1901 por el descubrimiento en 1985 de los rayos X, teniendo su aplicación gran alcance en el sector de la industria y de la medicina. Sin embargo, fue el físico francés Henri Becquerel quien descubrió la radiactividad, distinguido también con el Premio Nobel dos años después, en 1903, galardón compartido por Pierre y Marie Curie, por sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de la radiación descubiertos por el científico galo.

Entre 1896 y 1903, los científicos descubrieron que no todos los elementos radiactivos emiten las mismas radiaciones. Algunos emiten radiaciones más potentes que otros, cada una de las cuales transforma el núcleo de distinta manera.

Cuando la radiación de la muestra de un elemento radiactivo, como el Radio (Ra), se somete a la acción de un campo magnético, se determina la existencia de tres tipos de emisiones radiactivas: partículas alfa, partículas beta y rayos gamma. Es por ello por lo que se hace necesario el uso de ciertos materiales radiactivos que expulsen partículas Alfa, Beta y Gamma, así como de imanes para su uso en nuestro proyecto.

Materiales radiactivos utilizados para nuestros experimentos

Imán utilizado para generar campos magnéticos que interfieran en la trayectoria de las partículas radioactivas

Naturaleza de las radiaciones

Radiación α 
Son núcleos de átomos de helio ( se escriben α, 42 α, 42He2+ 4He2+). Se mueven a velocidades “pequeñas” (0,1c). Energías del orden de 4 a 10 MeV. Poco penetrantes. Pueden ser detenidas por pocos centímetros de aire o por una hoja de papel. La desintegración α se produce fundamentalmente para los núcleos con Z > 82

Radiación β (β− y β+) 
Son electrones (escrito o−1e, o−1β o e−) o positrones (o+1e, o+1β o e+), con velocidades próximas a la de la luz. Energías muy variables: desde keV a MeV. Poco penetrantes: Son absorbidos al cabo de unos pocos metros en el aire. Son detenidos por finas láminas metálicas. Los “rayos β” son producidos tanto por elementos ligeros como pesados. Se dan por la descomposición de un neutrón en un protón (β−) o de un protón en un neutrón (β+)

Radiación γ 
Es radiación electromagnética (fotones) de alta energía (gran frecuencia y pequeña longitud de onda)
Energías muy variables: de keV a MeV. Muy penetrantes: 2 km en el aire. Son detenidos por gruesas paredes metálicas (30 cm de plomo, más de 1 metro de hormigón o varios metros de agua). Su emisión suele estar asociada a otros tipos de emisiones, α, β. etc.

Pruebas de penetración

Vamos a realizar pruebas de penetración de las partículas que salen de los isótopos radiactivos, según la distancia a la muestra, e interponiendo distintos materiales, papel, aluminio y plomo.

Pese a que realizamos algunas mediciones preliminares para aprender a utilizar el equipo del laboratorio de Física y Química, la interrupción del curso presencial de forma inesperada no nos permitió realizar muchas de las pruebas que teníamos pensadas relacionadas con la medición de radiaciones.

Alumnos realizando mediciones de radiación generada por ciertos materiales

Cámara de niebla

Es posible fabricar una cámara de niebla sin grandes costes (para la satisfacción que produce), y realizar experimentos para encontrar miles de partículas alpha α (nucleos de He con dos protones y dos neutrones, pero desnudos de electrones). También partículas beta β (electrones libres), rayos gamma γ (fotones de alta energía) y muones (como electrones pero 200 veces más pesados).

Una cámara de niebla se basa en un recipiente estanco con una mezcla de gases.  Uno de ellos estará sobre-enfriado. Esto significa que la menor perturbación provocará que se condense.  Las partículas que se desea detectar ionizan este gas.  Estos iones generados  actúan como núcleos de condensación del gas sobreenfriado, formando una traza de niebla en la mezcla.  Se aprecia algo parecido a la raya de un avión en el cielo, pero en este caso ha sido causado por una partícula subatómica que se mueve por el gas, prestando su energía para la ionización.

Usando una cámara de niebla es relativamente fácil detectar estas partículas. Para la construcción de la cámara aún no tenemos claro todos los procedimientos. Nos basaremos en parte en las instrucciones y experiencias narradas en la web de Fisicalandia, en donde tocan el tema de una forma bastante detallada.

En relación con la ionización, que es la pérdida o ganancia de electrones, se puede comentar que en la práctica es muy fácil conseguirla. Simplemente frotando un globo con la manga del jersey ya se puede ver que atrae el pelo por motivo de la electricidad estática producida.

Materiales para la construcción de nuestra cámara de niebla

Siguiendo con la filosofía del Norba Caesarina, de reutilizar y reciclar, nos hemos propuesto construir una cámara de niebla a partir de los materiales reciclados (siempre que sea posible). Estos son los materiales que hemos utilizado:

• Tubo de PVC
• Disipador térmico de aluminio de la CPU de un PC.
• Ventilador de un PC.
• Aislante de corcho
• Una linterna  led , emite un bloque de luz horizontal, con lo que se minimizan los reflejos no deseados. Esto permite grabar directamente con un móvil apoyado encima de la tapa superior 
• Fuente de alimentación de un viejo PC recuperado de un contenedor de basura.
• Células Peltier.

Estudio y comparativa de temperatura

Para realizar la cámara de niebla es necesario conseguir reducir bastante la temperatura de la misma. Para ello utilizaremos las células Peltier. Sin embargo, no sabemos si estas nos proporcionarán el resultado esperado. Por tanto vamos a realizar mediciones usando:

• Una sola célula peltier, ubicando la parte que se calienta sobre un disipador térmico de aluminio diseñado para CPU's, conectado a un ventilador. Parece una buena opción, pero su temperatura solo baja a unos cuantos grados bajo cero.
• Varias células Peltier concatenadas en serie, de tal forma que cada una refrigera la parte caliente de la siguiente. Es un sistema que funciona mejor, y permite bajar tres o cuatro grados adicionales respecto al sistema de una sola célula Peltier. El problema es que se dispara el consumo eléctrico y la fuente de alimentación falla. No hemos podido solucionar este contratiempo debido a la interrupción de las clases presenciales por el estado de alarma del Covid-19.
• Células Peltier refrigeradas por agua y hielo ubicadas en un termo. No producen una mejora significativa respecto a la refrigeración usando una sola célula + un disipador + un ventilador.
• Células Peltier refrigeradas por hielo seco. Quizá la opción que más enfría, pero a la larga resulta caro, pues el hielo seco se nos agota.

Conexión de célula Peltier a fuente de alimentación de PC para refrigerarla con un disipador y un ventilador de CPU's

Alumno de 3º de ESO anotando mediciones de temperatura de célula Peltier

Termo con agua y hielo usado para refrigerar la parte caliente de las células Peltier.

Pese a que realizamos alguna medición y anotación inicial, la suspensión de clases presenciales como causa de la pandemia en la que nos hemos visto inmersos no nos dejó continuar con nuestras investigaciones, no teniendo datos suficientes para mostrar en este artículo. En cualquier caso, llegamos a realizar mediciones en las que conseguíamos bajadas de temperatura de hasta 10 grados bajo cero, consiguiendo congelar pequeñas gotas de agua en un par de segundos.
Pese a todo, no logramos acabar la cámara de niebla de una forma 100% funcional para realizar las mediciones. Seguiremos trabajando en ello durante el siguiente curso escolar.

Parte de los recursos materiales y humanos necesarios para realizar estas actividades han sido cofinanciados por el programa Proyect@ de la Junta de Extremadura.

NORBA FLYING II: proyecto Drone 2020

El objetivo principal para el desarrollo del proyecto Drone 2020 durante el presente curso era el de conseguir eliminar todos los problemas surgidos durante el desarrollo de un proyecto análogo (Norba-Flying 2019) consiguiendo así finalizar un drone casero totalmente funcional a partir de la experiencia adquirida durante el curso pasado, la cual consideramos que fue un verdadero éxito marcado por la voluntad y la ilusión de dos alumnos de Bachillerato, pese a no haber conseguido un producto funcional al 100%.

Aunque se deseaban reutilizar los desarrollos del Norba-Flying 2019, hemos optado por realizar un rediseño, partiendo desde cero, pero usando el conocimiento y experiencia adquirida durante el curso pasado, intentando subsanar posibles trabas con las que ya nos encontramos, como la relación peso completo del dron/potencia de los motores. Para ello se presupone un mayor amperaje en la batería que vamos a emplear en el nuevo prototipo y se considera otro tipo de chasis, diseñado por dos alumnos de Bachillerato y que considerará como aspecto fundamental el peso del material (madera de balsa) frente al peso del anterior material y el peso de las baterías (que colocaremos en paralelo para aumentar la energía de entrega *enlace blog técnico).

En primer lugar, se mostró el dron realizado y se analizaron los conceptos básicos de un drone, así como todos los elementos  y componentes que posee: motores, ESC, batería (situación de la misma), arducopter, antena, ...

A continuación realizaron el diseño del drone y analizaron el peso del dron construido, comenzando con los pesos parciales del material del chasis, motores, ESC, batería.. y estableciendo como punto de partida aligerar el peso del chasis y de la batería.

Se decide realizar la estructura portante del drone de madera de balsa, resistente y a la vez ligera, que reforzarían en puntos críticos como la zona de los motores o de la batería. Este refuerzo debería haberse realizado con piezas diseñadas en Tinkercad y posteriormente impresas usando nuestra impresora 3D, pero desafortunadamente el curso presencial se vió interrumpido y no nos dio tiempo a hacerlo.

En las siguientes imágenes se puede observar el comienzo del diseño de la estructura así como su construcción en el taller de tecnología.

El diseño, construcción y análisis de los conceptos del dron para el vuelo son básicos para continuar el Proyecto.

En las siguientes reuniones en el Taller de tecnología se continúa con la construcción de la estructura del Drone y dentro del Proyecto comienzan a analizar los tipos de batería que puede llevar un tipo de Drone como este y su disposición (en serie):

-Baterías Li-Po (polímero de Litio): sistema de cargas más utilizados, de poco peso y cada una de las células equivale a 3.7V.

-Ión-Litio: batería ligera.

Se estudia la posibilidad de colocar baterías en serie para aumentar la energía de entrega. Las S´s es la cantidad de baterías que se pueden conectar en serie (1S=3,7V).

En resumen, el análisis que se estaba realizando en febrero/marzo 2020, era la información sobre las S’s, las C’s, los amperios y de más, que serían de gran ayuda para poder determinar el tipo de batería correcta para el drone en el proceso de armado (proceso actual), recordando que tenemos que tener en cuenta el número de motores, el tipo de motor y el voltaje requerido por cada motor, así como el total, así como tener en cuenta el peso total de la aeronave con todo y baterías. 

Además es importante recordar que más mAh, significa una mayor autonomía, pero no en todos los casos ya que las cuestiones de peso y exigencias en cuanto a velocidades y/o movimientos son factores determinantes para el rendimiento real de una batería, por último los alumnos  considerarían cosas como TIPO DE CONECTORES, VOLTIOS, MILIAMPERIOS Y TAMAÑO DE LA BATERÍA, por las razones que hemos mencionado.

Como ya hemos comentado, debido a la interrupción presencial del curso como causa del estado de alarma generado por el Covid-19, hemos tenido que postponer nuevamente el desarrollo del proyecto, dejando en el aire un montón de ideas. Esperemos poder finalizarlo durante el curso 2020-21.