Construción Voilier según planos

Bueno amigos, quiero publicar los trabajos que estoy haciendo construyendo mi caja mágica. Cuando completado, inclusive la electrónica y la programación y la verificación de su funcionamiento, lo presentaré como otra técnica para el control de velas. Quiero resaltar, que como protoptipo y debido a que mi velero Carina es bastante grande, estoy realizando el tambor en aluminio. Una vez verificado que la idea sirve, será posible hacer el tambor de plástico y mucho mas pequeño para lograr un mínimo de consumo de espacio en un casco y un peso mínimo.

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Para recordar, este es el dibujo del tambor, donde la parte indicada es resaltada con el rayado. El trabajo empieza con el bloque de aluminio de aproximadamente 15cm de diámetro y de 43mm de altura. Tengo 2 de estos pues pienso construir 2 tambores con tal diámetro donde se enrolla la escota, que la circunferencia será de 400mm. También he pensado inpregnarle a la superficie donde se enrolla la escota una ranura espiral de 0,9mm de ancho y 12 revoluciones. Haciendo esto podré darle el último acabado para lograr la circunferencia exacta de 400mm y 12 lazos que equivalen a las 12 revoluciones que reultan en los 8,4 metros de desplazamiento de la escota. La exactitud es recomendable, pues la software que controlará el giro del tambor depende de saber cuanta escota enrolla o desenrolla.

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Como el bloque tiene un acabado rústico, primero debo crear una superficie plana. Para eso busque aquel lado del bloque que presentara una superficie lo mas horizontal posible y la puse en el plato agarrando la pieza con las 3 garras. Para lograr eso me volví a encontrar con un reto.

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El plato universal de 3 garras de mi mesa giratoria, escogí un modelo lo mas grande posible que aún cupiera en mi fresa para poder agarrar la pieza de aluminio con las garras. El plato solo viene con un set de 3 garras. En la foto se ve la garra a la izquierda cambiada y las otras 2 aún sin cambiar en su configuración normal. Las garras consisten de 2 partes. La de abajo tiene la contraparte de la espiral que es responsable para cambiar la posición de las garras, la de arriba se puede montar en 2 formas girandolas por 180°.

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En esta foto se ve la garra a la izquierda desarmada. Las 2 partes son unidas usando 2 tornillos Allen. Como desde el proveedor los tornillos Allen habián sido fijados usando el pegante para tornillos, resultaba imposible soltarlos. Así llegue a conocer una herramienta nueva, el desatornillador de golpe.

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Aquí el enlace a un vídeo que muestra un ejemplar. Una herramienta muy útil para soltar tornillos sin dañarlos. SWigo con el reporte de la construcción del tambor. Después de fresar la superficie plana y de fresar la circunferencia a una profundidad de 10mm le dí vuelta al bloque, así este restaba en las garras con la superficie plana fresada antes y las garras fijan el bloque ajustando a la circunferencia fresada que así tiene un ángulo de 90° en relación a la superficie plana. Ahora empesé a fresar con una broca de 12mm de diámetro y usando alcohol para evitar que las virutas de aluminio se peguen a los filos de la broca además de limitar su calentamiento. Que trabajo mas arduo y largo!

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Aquí pueden apreciar el trabajo al punto que he alcanzado ahora. Durante los largos ratos que pasé fresando se me ocurrió otra "mejora", así espero, de la construcción del tambor.

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Aquí una foto del rodaje que usaré para soportar el tambor y evitar que las fuerzas actúen sobre el eje del motor de paso. Este rodaje tiene un diámetro interno de 20mm y uno externo de 27mm.

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El material del bloque, en inglés "red bronze", es un material muy duro que tiene un coeficiente de fricción bajo. Pienso mecanizar en mi torno una parte de este bloque para que los cilindros del rodaje rueden sobre este. Así el aluminio, que es un material relativamente blando, estará mas protegido. También estoy pensando incluir el resalte que limita el movimiento en esta parte a fresar.
 
Bueno, he adaptado la parte y puesto el rodamiento en el, como se puede apreciar en la foto. Para estar seguro que también calentandolo el rodamiento gira libremente lo puse en el horno y lo calente a 250° C. Recuerden que el motor de paso puede calentarse andando y que la parte calentándose se extiende. Voy a adaptar su largo a su contraparte de aluminio y ampliar un poco el diámetro interior. Después adaptaré el diámetro del aluminio para que esta parte quepa sobre ella.

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Bueno habiendo mecanizado en el torno el cilindro de bronze ahora continue adaptando la pieza de aluminio a este.

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A pesar que en la foto la superficie apaece áspera, es plana al tacto de los dedos.

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Aquí pueden ver el buje junto al aluminio sobre el cual lo encrustaré. Digo encrustar, pues apenas que cabe sobre este, calentaré el buje y después lo montaré por encima usando un martillo con cabeza de goma para acabar de ponerlo en su lugar.

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Finalmente tengo que contar de mis trabajos en el velero. Había varios obstáculos que evitaron lograr resultados visibles. Algunos muy agradables y para lo cual agradezco a un ayudante Español, que quiere quedar anónimo. El me ayudo avanzar muchísimo en organizar mi taller y entre la mayor de las labores construir una mesa adicional de trabajo gigantesca y con estructura de acero de 40x40mm y de 5mm de grosor. Esta nueva mesa se encuentra en el mismo cuarto como la primera mesa que ya conoce quien ha seguido este hilo y tiene forma de "L". En el brazo corto de la "L" he puesto el torno y en el largo la fresa.

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A la izquierda de la foto se encuentra la primera mesa de trabajo con los cajones, los armarios, la iluminación y lo que fue mi primera mesa de trabajo electrónico. Tanto el torno como la fresa tienen su propia fuente de liuminación, que son lámaparas neón con un encapsulado que las proteje contra las virutas de las maquinas. A la izquierda del torno pueden ver enchufes e interruptores con su lucesita roja. El interruptor de abajo es el maestro que desconecta toda electricidad de la mesa de trabajo, el de encima contrala la luz y los 2 enchufes, de los cuales uno es para el torno. Detrás de la fresa en la foto están otros 2 interruptores. El uno como maestro desconecta luz y enchufes junto a la fresa y ademas controla 2 enchufes de los cuales uno alimenta la fresa, el otro la pantalla digital de la fresa. Encima también hay un segundo interruptor, ese si con 6 enchufes que controla y la luz. La idea detrás de este sistema eléctrico era tener interruptores maestros para todo y para cada una de las máquinas. El interruptor para cada máquina al mismo tiempo controla la alimentación de los enchufes. Como pueden ver la mesa giratoria está montada en la mesa de coordenadas y una de las paredes de la caja de baterías esta fijada. Mas adelante describo en detalle lo que estoy haciendo.

El segundo reto era mi intento de crear un proceso que permita de forma rápida y repetible posicionar la pieza donde quiero fresar la cavidad redonda así que el centro del la mesa rotativa estuviera en el centro de la cavidad que intento fresar y segundo que la broca de la fresa estuviera posicionado por encima de ese centro para así poder poner los indicativos digitales de la pantalla en "0". Este proceso consta de 2 partes donde la una es la relación de la pieza a fresar en relación a la mesa giratoria y la segunda el cuadrar la mesa de coordenadas, sobre la cual tengo montada la mesa giratorio en la posición deseada de la broca.

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la mesa giratoria no viene con un dispositivo que apoye el posicionamiento de la pieza a mecanizar en la posición correcta sobre este disco. El disco de garras no es usable por tratarse de una plancha de aluminio que pienso mecanizar. Cuandi hice mis pruebas con la versión de las paredes de las cajas de baterías use esto con la nariz con un diámetro de 6mm.

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El problema de este dispositivo, que consiste de un disco que se posiciona por encima de la rosca que ven y la nariz, es que necesitaría uno así para cada diámetro, en el caso de las paredes de aluminio el diámetro sería de 8 mm y segundo que una pared interior de la caja de baterías la tengo que mecanizar en el grosor completo, lo que eliminaría la nariz en cada una de las 24 cavidades que tengo que fresar, lo que vuelve este sistema absurdo.

la idea que me resulto fue hacer un disco de acero con una rosca M3 en el centro y así poder entornillar y desentornillar la nariz y solo tendría que hacerme narices nuevas cuando requiera un diámetro no existente aún.

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así me fui a comprar una vara de acero de 50mm de diámetro y mi plan era fresar y tornear el acero hasta obtener el disco deseado. Que les digo, no resulto! Primero usé una flex grande que tengo y me corte un pedazo corto de la cara. El corte gastó cantidades del disco de la flex. Afortunadamente el revestimiento de mi nueva mesa de trabajo no solo es resistente a ácidos y cualquier producto químico, pero tampoco dejo huellas de las virutas encandecentes que volaban durante el corte. Luego trabajando con una broca de 12mm de diámetro de alta calidad pude fresar las superficies del corte para que formen un ángulo recto y quedaran planos en relación al borde que fresé. El resultado se puede apreciar en ambas fotos. Pero para lograr lo mostrado en las fotos tuve que aplicar mucho aceite para evitar el sobrecalentamiento de la broca durante la mecanización. El resultado fue un olor muy intenso en mi taller, que por quedar en el sótano, no se puede ventilar como se debería. Llame al proveedor que afortunadamente me confirmo que ese aceite para el corte estaba libre de elementos tóxicos. Pero si completaría el mecanizar hasta lograr las medidas requeridas el costo de los artículos consumidos en este proceso sería prohibitivos. Ya me falta el dinero para comprar una pieza de aluminio, el gastar lo ya invertido allí sería absurdo. Cortar la vara mas corta tampoco es posible con el equipo que tengo. El torno también me falló.

Así que mirando las cosas en mi inventario me decidí hacer el disco de plástico y la nariz de una varilla de aluminio de 8mm de diámetro.

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Allí pueden ver el resultado que estoy utilzando, pero que se que la rosca se va a gastar hasta el final de los trabajos en las 2 cajas de baterías para el velero. En el centro, a lo largo del eje de la varilla de aluminio perforé un hueco de 2,5mm de diámetro y corte una rosca M3, lo mismo hice en el centro del disco de plástico. Usando un tornillo M3 largo que pasa por todo el largo de la varilla de aluminio y buena parte del grosor del disco de plástico. Así la nariz puede ser atornillada o desatornillada al disco de plástico.

El disco con la nariz lo pongo en la cavidad en el centro de la mesa giratoria y empecé con el hueco de arriba y en el centro, donde en la foto aparece un tornilllo M8, y lo puse en la mesa giratoria de tal modo que el hueco recibiera la nariz. Después fije la pieza con garras en su posición. Una vez logrado esto desatornille la nariz con la mano, ya que ahora la nariz solo molestaría. As´la primera parte del proceso ha encontrado una solución que ya ha probado ser oportuna como lo pueden ver en las próximas fotos.

La segunda parte del proceso también encontró una solución que funciona muy bien. De la misma varilla de aluminio de 8mm de diámetro me sobro un pedazo que puse en la fresa, en vez de una broca. Así verifico cada vez que la broca estará en la correcta posición "0" en los ejes "X" e "Y" de la mesa de coordenadas. La posición correcta es cuando la varilla entra perfectamente en el hueco en la plancha estando montada donde se pone la broca. La fotos da los detalles:

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Pueden ver la varilla de aluminio metida en uno de los 6 huecos de 8 mm de diámtro de esta plancha, la fresa con la broca, lista para mecanizar la cavidad en el derecho de los 2 huecos de atrás. Además pueden ver como 2 discos de plástico, que forman parte del dispositivo que hace imposible que los polos de las baterías toquen la plancha de aluminio y así dañen el velero con los hasta 160A que pueden fluir de esas baterías.

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Aquí pueden ver una de las 12 baterías que van instaladas en el velero, 6 en cada caja y que vienen con una rosca M6 en los polos. Allí donde ven las partes de plástico blancas, es donde estas, incrustadas en la pared de aluminio estas evitan un posible corto accidental.

Así pueden ver como detalles que para un experto no son problema para mí, el novato, son un reto y un problema a solucionar. En los próximos días voy a acabar de fresar las cavidades de esta primera pared de la primera caja de baterías, que es aquella que va adelante y la pared es de esa la caja la de atrás. Pero eso no es todo lo que puedo presentarles.

Presento la próxima foto otra vez para poner las cosas en contexto:

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En esta foto pueden ver como las baterías van instaladas en 2 cajas, habiendo usado imitaciones de las baterías por costo y por peligro de dañar las baterías en caso de un corto accidental. La pared de aluminio que ven, es de la caja delantera, la izquierda, la pared a la derecha. Como pueden apreciar las baterías, que van instaladas en el casco debajo de la línea de flotación, así se vuelven parte de balastro tan importante para lograr que el centro de gravedad esté lo más abajo posible.

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En esta foto ya se ven más detalles. A la izquierda pueden ver 2 planchas de aluminio, que forman la pared de ataras de la caja de baterías delantera, separada por una ranura de 3 mm y 4 varillas de aluminio que van atornilladas a la contraparte, la pared interior delantera de esta caja de baterías. Porque esto y como es lo de las varillas?

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En esta foto pueden apreciar cuanto detalle le he üpuesto a las paredes ara que encagen perfectamente en su lugar entre las paredes del casco. La pared de madera que ven es la pared exterior trasera de la caja de baterías delantera. Quizá noten que la posición de esa pared a lo largo del casco esta determinada por el escalón que forma el plomo fundido en el fondo del casco en ese lugar. de allí resulta, que para que la pared delantera de esta caja quepa con igual exactitud el el casco su posición tiene que ser determinada de forma exacta, pues el perfil del casco cambia constantemente. En esta fase de su construcción, esas varillas de aluminio cumplen esta función. Mirando la pared de madera pueden ver los restos de una hoja que muestra la posición de las baterías en la caja, Tambien pueden ver las perforaciones. Las 6 grandes de 8 mm de diametro y las pequeñas de 3mm de diámetro.

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Aquí pueden apreciar la pared interior trasera, con las 6 perforaciones grandes claramente visibles y con las 4 de 3 mm. la plancha de aluminio aún necesita ser adaptada en detalle a la forma del casco, lo que ya he hecho. Ahora combinen la información de las últimas 2 fotos. En el papel pueden ver los circulos que son de 40 mm de diámetro y que en la pared exterior estoy fresando cavidades que reciben las piezas de plástico. En la pared interior esas mismas cavidades pasan por todo el ancho de la plancha de aluminio. Así todo el centro de la plancha es quitado, quedando una forma interna que envuelve las baterías.

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Al tiempo donde están las perforaciones de 3 mm atornillo estas varillas, por ahora solo en un lado, que tienen una rosca M3 hembra la cual es usada con un tornillos de estos:

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Estos tornillos M3 de acero inoxidable para llaves Allen fijan las varillas de aluminio en su lugar y lo que elimino del centro de la plancha interior envuelve esas varillas. Por sobre estas varillas pondré una plancha de 0,8mm de grosor de aluminio creando así un tipo de "tina en las que se depositan las baterías en la caja, como lo conocemos de artículos domésticos que requieren baterías. Así que fuera de ayudarme ahora a definir con exactitud la posición de la pared interior delantera de esta caja de baterías, las varillas también cumplen la función de apoyar la plancha de aluminio de 0,8 mm de grosor. Como todo esta fijado por tornillos, todo queda desmontable. pero la gran ventaja es, que entre la pared del casco y esta plancha delgada de aluminio, puedo rellenar el espacio con plomo no regalando así un milímetro cúbico de espacio bajo la línea de flotación donde poner balastro. Las paredes interiores por lo tanto cumplen la siguientes funciones:

1. Apoyan la chapa de aluminio en conjunto con las varillas de aluminio que forman la "tina" de las baterías.
2. Aíslan las baterías de to da agua que pudiera ingresar en el casco.
3. Forman la base que va pegada a la pared exterior del casco a la cual las paredes exteriores son atornilladas usando el tipo de tornillo mostrado en la foto
4. Limitan físicamente el compartimiento que se rellenará de plomo.

Para eliminar la ranura que en una de las fotos de arriba hay entre la pared interior y la exterior, las perforaciones de 3 mm de diámetro serán acompañadas de una cavidad de 6 mm de diámetro que alcanza para ocultar las cabezas de los tornillos permitiendo así poner una y otra pared sin ranuras entre sí! la Llave Allen es tan pequeña que permitirá atornillar y desatornillar estos tornillos en el escaso espacio disponible y siendo de acero inoxidable que untaré con grasa ni dejan entrar humedad, ni se gastarán o dañarán!
 
vaya maestro, que despliegue de ternologia usas y conocimientos, no termino de imaginarme aun, cuando el velero este listo, con todos esos accesorios que estas haciendo para su uso, estoy impaciente por verlo terminado... :shock: :shock:

Saludos.. :wink: :wink:
 
Gracias Gerardo, aunque no merecido. La impaciencia por verlo navegar es grande, pero mi amor u obsesión por los detalles y mi falta de conocimientos y experiencia hacen que el tiempo para realizarlo es casi que infinito. tanto, que cuando me dio el patatuz en abril del último año me empecé a preocupar que ocurre si me muero antes de terminar. Así que el primer casco del velero que llamo Sabrina se lo regalé a un buen amigo Jorge Ramos, que está haciendo maravillas avanzando los trabajos en el casco.

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Aquí 2 fotos que muestran el paso 2 del proceso de posicionar correcta mente la pieza a mecanizar en relación a la broca de la fresa. Se puede ver la varilla de 8 mm de diámetro que monto en la fresa, en vez de la broca para asegurar que el punto de partida realmente sea el centro de la perforación y como consecuencia la cavidad esté céntrica alrededor de esa perforación.

Me enfrento ahora a otro problema y van a ser las 2 cavidades faltantes después de hacer aquella en que estoy. La parte a mecanizar choca contra la torre de la fresa haciendo imposible el giro completo de la pesa giratoria! Allí tendré que hacer el proceso de mecanizar esas 2 cavidades externas e 2 pasos! Gracias al procedimiento que debería garantizar la precisión requerida en posicionar la parte debería resultar. Ya veremos y lo reportaré!

Bueno, una cavidad de los extremos fue realizada exitosamente. Muestro primero la foto que muestra como la plancha de aluminio no se puede hacer girar 360 grados por choacar contra la columna de la dresa y luego la plancha con la cavidad completada y la pieza de plástico en su posición!

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Aquí una foto haciendo la ultima cavidada en ese lado, así si pude ver en la foto claramente como debido a que la parte a mecanizar choca con la columna de la fresa, que da una parte sin fresar!

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El acabado del fondo de la cavidad todavía es malo pues lo hago al pasar la última vez después de montar la pieza para poder acabar el mecanizar.
 
Aquí las 2 fotos que muestran el progreso que no pude dejar de realizar la última noche. Lo pague con un error bien, pero bien desagradable, pero que gracias a Dios no se ve, como pueden apreciar en las 2 fotos!

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Como pueden apreciar he usado 2 tornillos M6 para fijar las 2 baterías en su lugar. Ya me informé esta mañana que en la tienda especializada en el pueblo vecino, tienen las M6x16 en DIN 7991, un tornillo avellanado para llave Allen de acero inoxidable. Eso es importante pues necesito evitar que cualquier cosa sobrepase el nivel de la superficie de la plancha de aluminio. Lo próximo que me toca hacer es la plancha interior, en eso estoy y el conectar los polos usando la banda de cobre de 50x3 mm y poner los cables para el balanceo de las baterías por el cargador. Esta última labor todavía me tiene estudiando, pues debo ingeniarme una forma que permita su función óptima y sin embargo quede embebido en la plancha de aluminio. Es una de las razones por la cual uso planchas de aluminio de 10 mm de grosor!

Ahora ya he podido hacer las cavidades de 6 mm de diámetro y 3,1 mm de profundidad que ocultan las cabezas de los tornillos debajo de la superficie de la plancha de aluminio.

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Como esta primera pared de la caja de baterías es aquella que tiene que comprobar que mis ideas de como realizara en detalle es correcta, aquí sigo con las conexiones para el balanceo y la alimentación eléctrica del velero. Recuerden, se trata de 2 cajas, esta es una de ellas.

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Aquí ven un esquema de las 6 baterías conectadas en serie. Ambas cajas seguirán el mismo esquema y serán conectadas entre si de la misma manera.

Primero pueden ver 6 baterías enumeradas en color verde. La lineas gruesas en verde representan las bandas de cobre, cuya producción mostraré mas tarde. Estas vienen integradas en las planchas de 10 mm de grosor de aluminio que conforman la pared delantera y trasera de la caja de baterías.

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Aquí la pared trasera en su actual estado con las piezas de plástico integradas que evitan el contacto eléctrico entre las baterías y el aluminio. Estas conexiones en verde mostradas aquí serán integradas en el lado exterior, donde el disco de plástico tiene 5 mm de grosor.

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Las lineas gruesas roja y negra representan las conexiones donde va a fluir la corriente para la alimentación de los sistemas eléctricos y la tensión tendrá un valor de 3,6 VDC x 6 = 21,6 VDC con la batería llena y 2,1 VDC x 6 = 12,6 VDC con las baterías descargadas.

Las líneas azules son las conexiones de las que requiere el cargador para balancear las baterías durante el proceso de carga. Como pueden ver, siempre 2 líneas vecinas permiten medir la tensión de la batería entre ellas. Así con 7 líneas las 6 baterías pueden ser balanceadas. las mismas líneas estarán disponibles en la segunda caja de baterías. Eso significa que una de las líneas, o sea aquella donde conecto las cajas en serie está doble y será suprimida.

Unas de las cosas críticas es por donde poner esas líneas azules que también quedan sumergidas en las paredes de las cajas de baterías. Como el peligro de confundir algo es grande, hice el siguiente gráfico que muestra la ruta de cada una de las líneas. Si llegan a ver un error, favor informarme lo antes posible.

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Los círculos muestran por su color el polo, rojo para el positivo y negro para el negativo. Si comparan este gráfico con la foto del lado exterior de la pared de la caja de baterías, pueden ver que entre los discos plásticos el espacio es muy reducido, así este gráfico toma esto en consideración. El gráfico de arriba muestra la pared delantera, el de abajo la pared trasera de la caja de baterías. También aquí la cosa tiene mas factores tomados en consideración. La pared trasera de la caja de baterías delantera, al igual de como será con la pared delantera de la caja de baterías trasera, el requerimiento de lograr una superficie plana de la pared es de especial importancia aquí, pues el motor de paso con su tambor, tendrá el empaque del tambor montado a esta pared.

Quedan 2 retos mas! El uno es de como conectar estas líneas para el balanceo de las baterías y el segundo relacionado es el de como conectar las líneas de los polos positivo y negativo. Porque es esto un reto? Empecemos por las líneas del balanceo. Sobre las cajas de va a montar una tapa que será construida también usando las planchas de aluminio de 10 mm de grosor. Hay que evitar a todo costo, que tanto las lineas para el balanceo, aquellas de los polos positivo vayan a tener contacto con el aluminio de la tapa, la cual debe ser montable y desmontable. En las líneas de balanceo es de gran importancia que todas ellas tengan el mismo largo de cable de donde vienen conectadas a los polos de las baterías y la entrada de balanceo del cargador y que las resistencias de las conexiones sean mínimas y todas iguales y lo mismo rige para las capacidades, llamadas parasitarias, de las conexiones. Recuerden que la función de balanceo trabaja con sensores de tensión de extrema precisión, la cual es de la magnitud de errores que pueden ser causados si estos aspectos se ignoran. los manuales de operación de los cargadores hablan de limitar la longitud en lo posible a 20 cm! Pues eso no será posible, probablemente! Digo probablemente, pues es posible, eso estoy estudiando aún, poner la placa interna de balanceo del cargador previsto en el modelo. Porque esa misma placa la quiero usar para el monitoreo de las baterías en el modelo cuando las baterías de este no están siendo cargadas.

Los próximos experimentos que estoy preparando, tendrán como objetivo probar, si es posible cortar una rosca en el hilo de cobre de los cables previstos para las conexiones de balanceo y hacer un cilindro de cobre con la rosca correspondiente. Entonces estos cables de balanceo saldrían por la parte de arriba de la pared en un cilindro de plástico que evita el contacto eléctrico con el aluminio de la caja, parecido a lo hecho para los polos de las baterías. Reemplazaría el cilindro de cobre con uno de plástico como "tapa de protección" durante el proceso de quitar la tapa de la caja de baterías, protegiendo así totalmente los cables con tensión eléctrica y así evitando posibles cortocircuitos!

Pero eso no lo es todo! la cuestión adicional es donde poner las diferentes componentes que van sobre las tapas de las cajas de baterías y sus alrededores!

1. Primero están en ellas los motores de paso con sus soportes para los ejes de los tambores para las escotas. Su posiciones están predeterminadas y estas son irrevocables.
2. Las escotas que vienen de los tambores tienen que ser guiadas a los puntos donde pasan la cubierta al exterior. La mecánica requerida recién se sabrá en definitiva cuando los puntos para pasar la cubierta sean definidos, lo que requiere tomar en consideración, tanto el diseño que tomo como referencia de la Endeavour, como también el evitar que por allí pase agua al interior.
3. El lugar donde pondré la placa de balanceo y en consecuencia los lugares requeridos para llevar los cables de balanceo, mencionados arriba al enchufe correspondiente en esa placa.
4. Necesitaré instalar 2 convertidores DC-DC, que generen de la tensión de las baterías.
Los 24 VDC requeridos para los frenos eléctricos de los motores de paso.
Los 12 VDC de las cuales genera las otras tensiones para los circuitos electrónicos, tanto los propios, como aquellos del receptor y partes asociadas.
5. Necesitaré hacer un plano de uso del las superficies y volúmenes disponibles para poner todas esas piezas, lo que por ejemplo requiere definir que cosas tendré.
6. Y ultimo, todo lo que es sensible a humedad tiene que ser protegido.

Como pienso aplicar a todas las piezas de aluminio de las cajas de baterías una capa de plástico con un plástico que se aplica en polvo y luego se pone en el horno, es vital saber en que secuencia proceder! Así tengo que estar analizando en que secuencia proceder, paso a paso mientras progreso. estoy seguro que cometeré errores, que trataré de evitar cuando haga la segunda caja de baterías.
 
Hola amigos, a veces un error cometido por falta de concentración resulta útil.

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Aquí pueden ver la pared delantera, primera foto y la pared trasera, segunda foto de la caja de baterías delantera con las piezas de cobre hechas para conectar las baterías en serie en la pared de madera. En la final de aluminio todavía tengo que hacer los trabajos para evitar un corto. Siempre sabía que estas baterías contienen mucha energía y que cuando ocurre un corto fluyen 160 A! Pues bien, ayer por querer medir la tensión del Pack completo de 6 baterías puse al otro lado uno de esos puentes y la puse accidentalmente poniendo en corto las 2 baterías, de las que pueden ver uno de los tornillos M6 ennegrecidos! La corriente resulto haciendo estar no al rojo vivo, sino blanco, la luz que emanaba! Así aprendí que realmente la unión entre el tornillo y la piezas de cobre es el punto de mayor resistencia y como consecuencia el punto donde un corto acaba ocasionando daños que pueden acabar siendo fatales! Aquí usé un destornillador con aislamiento eléctrico que tenía a la mano para quitar la unión que causaba el corto. Midiendo la tensión de las baterías resultó que pude desconectar el corto lo suficientemente rápido para no impactar la tensión o dañas las baterías! En un futuro voy a utilizar la pasta que se usa para mejorar la difusión de calor de un procesador en los ordenadores para mejorar la calidad de esa parte del circuito, reduciendo así la resistencia. pero también me hizo muy claro la experiencia que el incluir un fusible va a ser un elemento esencial del diseño para así interrumpir el flujo de corriente allí donde lo quiero y no hace daño!

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En las 2 fotos pueden ver como el calor causado por el corto afecto las partes de plástico. Considerando lo intenso de la luz que emanó el arco de luz y el sonido de como si el plástico hirviera, el efecto es mínimo confirmando la función de protección de las partes de plástico. Los puentes de cobre les voy a dar un recubrimiento de plástico, el procedimiento que haré por primera vez, lo mostraré mas adelante!
 
Quiero mostrarles un pequeño avance y confesar varios errores que he cometido, adicionales al reportado antes. Para mi confesión muestro la foto de la pared trasera de la caja de baterías delantera:

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La imagen muestra a la derecha arriba, como por descuido, me pasé en la profundidad del fresado y así se originó un hueco, que por fortuna no hará problemas y que con las partes de plástico montadas no se ve.

El próximo error, que se me pasó por muchísimo tiempo tiene que ver con los puentes que ven aquí hechos de cobre. Mi intención original había sido el usar los puentes de esta forma adelante y en esta pared, sacar de los polos a ambos lados arriba la tensión proporcionada por este Pack. Después de fresar el espacio para el primer puente de cobre a la derecha abajo, me di cuenta que esa configuración no era posible! resulta que el empaque que contendrá uno de los tambores para la escota, aquí pueden ver una foto de las 2 planchas de aluminio aproximando la posición que tendrán, no permiten sacar el polo de las baterías hacia arriba sin interferir con estas planchas:

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El eje del tambor estará 4 cm por encima del borde de la pared.

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Aquí pueden ver una vista de arriba que muestra el tambor en su posición dentro de las planchas que formarán su empaque. naturalmente todavía tengo previsto extensas labores para aislar las conexiones eléctricas integradas en la pared de aluminio.

Una será, y por esa empiezo, es aplicarle pintura en polvo a las superficies de los puentes y de toda la plancha de aluminio que conforma la pared de la caja de baterías. Pude comprarme hace algún tiempo una pistola para aplicar pintura en polvo de una empresa llamada "WAI Powder Coating System". El precio que pagué en gringolandia fue 1/3 del que cuesta aquí en Europa. para aquellos que no conocen ese sistema, una corta describción:

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Usando esta pistola se aplica el polvo a cualquier superficie capaz de conducir electricidad. la pistola sopla el polvo, dándole una carga eléctrica positiva y el objeto al cual se le aplica el polvo esta conectado con tierra. Así el polvo cargado positivo se deposita en el metal que tiene polaridad negativa. Una vez aplicado el polvo, la parte se pone en un horno y se calienta. a cierta temperatura las partículas de polvo se derriten formando una capa homógena, en mi caso de color rojo, que da un acabado como de producto comercial. Al menos esa es mi intención! esa capa es eléctricamente aislante, lo que me protege de cortos accidentales. Luego pongo fribra de video entre los puentes de cobre y esa capa en las cavidades y relleno las cavidades con epoxito, al que le sumaré color rojo, para que se vea parecido al aluminio. El resultado es una superficie plana de color rojo con las partes que conducen electricidad sumergidas en el epoxito y así dentro de la pared de aluminio.

Finalmente el último error a confesar hasta ahorra tiene que ver con mi falta de familiaridad en el uso de la mesa giratoria. fresando las cavidades para los puentes de cobre se me saltaba el bloque de la mesa llevando a fresar de forma chueca! Afortunadamente pude corregirlo y al final no se verá.

El comprar la pistola para la pintura de polvo en gringolandia resultó en el problema que la fuente de alimentación eléctrica es para 110 VAC y aquí usamos 220 VAC. después de ciertas investigaciones, un amigo del foro de modelismo naval alemán me recomendó un transformador de la empresa Pollin, el cual compré hace ya unos años.

Aquí la imagen de la placa de tipo de ese transformador comprado y que es adecuado para usar con 230 VAC y que genera 2 veces 12 VDC, que conectando en serie las salidas, uniendo los polos centrales del lado secundario, da los 24 VDC, aproximadamente.

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Sigue una foto de la fuente de alimentación electrica original para 110 VAC:

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Los amigos del "foro de Electrónica", aquí el enlace, me ayudaron en este hilo de forma muy atenta. Mil Gracias a ellos también! Lo que haré como paso para mayor seguridad será reemplazar el condensador con polaridad para hasta 30 VDC y 2200 uF por uno de la misma capacidad pero 60 VDC, el cual tengo aquí en mi laboratorio disponible.
 
Como os he contado, según el antojo que me da, voy cambiando entre diferentes partes de mi proyecto. Ahora he empezado a fresar la placa a la cual la pared trasera es atornillada y que por lo tanto será pegada a la pared del casco después de aplicada el cubrimiento con pintura de polvo.

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Lo simpático de este trabajo de mecanización es la precisión que exige.

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Para recalcar el porque y como de lo que estoy haciendo, creo que la primera foto es bastante útil. Allí se puede ver como he fresado al lado izquierdo. La perforación en ese lado es aquella donde estará el polo de una de las baterías y que en la pared atornillada a esta parte tendrá allí una perforación idéntica de 8 mm de diámetro. Monté esta plancha sobre la mesa rotativa.

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El eje rotativo de la mesa giratoria es idéntico con el centro de esa perforación. Entonces calculé a que distancia del hueco debe estar la pared lateral del compartimiento de baterías, para que estas con 40 mm de diámetro quepan y ademas la chapa de aluminio de 0,75 mm de grosor. De allí resulta que la distancia es igual al radio de las baterías, 20 mm + 1 mm para la chapa de aluminio. Verificaré esto mas tarde para que el espacio no sea demasiado limitado para la batería.
Si la coordenada trasversal, llamada "X" tiene el valor "0" en el centro del hueco, esto significa que la pared lateral debe estar 21 mm a la izquierda de allí. La broca de la fresa tiene 8 mm de diámetro, por lo que cuadro la broca a 17 mm en la coordenada "X". La coordenada ortogonal es la "Y" y allí tambien el centro del hueco tiene el valor "0". Así fresé desde el borde superior en la coordenada "X=17", hasta que la coordenada "Y" alcanzaba el valor de "0", estando así a la misma altura del centro del hueco. Ahora dejé las coordenadas "X" e "Y" sin tocar y hice girar la mesa giratoria por 90° logrando así la sección redonda del fresado.
El próximo objetivo el el trecho vertical. este debe llegar a la misma altura que el segundo hueco a la derecha, coordenada "Y = 30" pues esa es la distancia vertical entre los huecos y además debe llegar allí de tal forma que la pared exterior sea equivalente al punto donde el radio de 20 mm mas el 1 mm para la chapa de aluminio de 0,75 mm degrosor, de ese hueco estuviera. resulta en la coordenada "X" como sigue:

X = 30 mm -20 mm -1 mm = 9 mm

aquí hay que considerar el radio de la broca de 4 mm por lo que la coordenada "X" es como sigue:

"X = 9 mm - 4 mm = 5 mm"

Como confirmación sirve la varilla de aluminio de 8 mm de diámetro. Esta, ya la conocen de mas arriba en mi paso a paso, debe estar a nivel con el fresado si todo fue calculado de forma correcta. La foto lo confirma! la esquina que queda será fresada en la mesa giratoria en otro paso poniendo el eje de está en el centro de la rosca M3 y fresando una sección redonda allí.

Como esto requiere de gran concentración y desde mi patatuz esta ha sufrido mucho, me requerirá días para acabar este fresado!

Gracias por su paciencia. Pero el reporte paso a paso me sirve para encontrar errores, porque el escribir mis pensamientos es buena técnica para reflexionar estos!
 
Bueno amigos, un gran paso ha sido completado hoy! Finalmente he mecanizado en la fresa la pieza a la cual se atornilla la pared trasera de la caja de baterías delantera y la cual será pegada al casco de forma definitiva, cuando esta halla sido cubierta con la pintura de polvo. Bueno, sinceramente quedan unos trabajitos, como por ejemplo definir donde van los tornillos que atornillan la pared ha esta pieza, cosa que recién se define cuando estén hecho los canales de la pared donde irán los cables para el balanceo de las baterías y finalmente hay que fresar los radios alrededor del las varillas de aluminio. Pero eso son trabajos menores. Aunque no perfecto, pero esta es la labor mas compleja, junto con aquella para integrar los puentes de cobre en la pared de la caja de baterías, que he hecho hasta ahora y estoy satisfecho. He aprendido mucho sobre el uso de la mesa giratoria y quedan todavía unos trabajos de mantenimientos para hacerle a la fresa!

Esta es la pieza, adapatada al casco y con las perforaciones, tanto para definir donde van las betarías y para atornillar las varillas de aluminio:

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Aquí sigue las misma pieza con las 4 varillas en su lugar, atornilladas para ver como irán!

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Aquí se ve como esta pieza combina con la pared que será atornillada a ella.

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Aquí se ve como he fresado las cavidades que permiten que las cabezas para atornillar las varillas de aluminio quedan debajo de la superficie de la pieza.

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Aquí una foto que muestra como empecé a fresar las pieza. Para evitar errores tenía que hacer estos trabajos únicamente cuando me sentía bien y no me había cansado demasiado.

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Aquí finalmente la labor de este fresado completada. Como pueden apreciar un fresado así de complejo para un novato en fresar representa cierto reto!

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Sigue una foto del otro lado.

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Esta foto muestra que todavía falta fresar donde aparecen esas puntas, para darles el radio equivalente a la varilla de aluminio.

En la siguiente foto combino la pared de la caja de baterías con las imitaciones de las baterías atornilladas en su lugar y la pieza con sus varillas de aluminio. Quizá esta foto explique la función de esta pieza mejor que mil palabras.

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Una plancha de aluminio será montada a esta pieza sobre la superficie mecanizada envolviendo así el exterior de las baterías en su caja. Las varillas de aluminio son las que mantienen esa chapa de aluminio, tiene un grosor de solo 0,75 mm, en su lugar envolviendo las baterías. En el lado de arriba de esta unidad en la foto vendrá una segunda pieza como esta, pero adaptada de igual forma a la pared del casco en su lugar de montaje y a ella se atornilla en otro cabo de las varillas de aluminio y también la plancha de aluminio de 0,75 mm de grosor. Es quizá de interés mencionar que recién ahora me es posible hacer la adaptación de esa segunda pieza al casco, pues recién ahora me es posible definir la posición de esta plancha en el casco. Es como sigue:
Esta pieza que estoy mostrando sera pegada en el casco en tal lugar, que la pared atornillada a ella esté en su posición. La posición se define por el eslabón en el fondo del casco.

Aquí una foto que muestra el apéndice de la pared abajo.

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Esta foto muestra la misma pared pero del otro lado y se e que no aparece el apéndice. Por lo tanto allí esta el eslabon que es el punto de referencia!

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Las varillas de aluminio las voy a cortar exactamente al largo requerido, usando el torno. Para esto tengo que montar las piezas de plástico en su lugar, sin los puentes de cobre, poner esta pieza en su lugar y poner la pared provisoria de madera al otro lado y atornillarla a las baterías reales. Así no puede ocurrir un corto y puedo verificar el largo correcto de estas varillas y darles su acabado correcto. Entonces alineo el casco de forma que el nivel de flotación sea un 100% horizontal y alineo la pared de forma que las baterías estén 100% horizontales. Entonces haré el mismo trabajo como con la primera pared y aplicarle masilla para lograr que la pared de madera tenga la forma perfecta para adaptarse a la curvatura del casco en su sitio. Luego paso esa forma a una plancha de aluminio, logrando así obtener la contraparte de esta pieza. Luego me toca las misma labor otro vez para la pared de la caja de baterías! Como pueden imaginarse, para mi ritmo de trabajo son semanas las que voy a tener que trabajar en esto!
 
Acabo de llegar al punto donde puedo atornillar las 2 paredes interiores de la caja de baterías delantera. Que cosa mas sólida y cable al punto en mi casco!

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Deje las varillas 2 mm mas largas que lo que deberían ser, para así dar otra parte que evité cortos. Una batería no puede tocar ambos lados. Claro, inclinandola, si tocaría, pero es otro pequeño detalle!

Ahora falta mecanizar con la fresa la segunda pared interna, la de abajo, tal cual lo he hecho con la otra!
 
Hola amigos, ha pasado mucho tiempo desde que actualicé por última vez mi paso a paso del velero. En ese tiempo he estado muy ocupado por un lado recuperándome del primer infarto cerebral, había sufrido bastante por medicamentación inapropiada, sufrí varios paros cardiacos que dejaron lesiones de mis células grises y llevaron a la implementación de un marcapasos. Pero como en el modelismo y en este proyecto, si hago algo, lo hago de forma extrema! Así pues a los 10 días que me implantaron el marcapasos me dio una embolia en el hombro derecho debido a lo cual tomé un medicamento llamado Xarelto usado para evitar embolias y eliminar las embolias existentes. Eso me ayudó a que el segundo infarto cerebral fuera bastante leve. Así pues sigo luchando por lograr mas estabilidad de mi salud y por ejercitar mis células grises para que estas se reorganicen y así eliminen la falta de concentración y persistencia de la que sufro. Que mejor medicina que nuestra afición!

Así por un lado he seguido los trabajos en el velero, pero lentamente, pues tuve que hacer mayores trabajos de mantenimiento a mi fresadora. Además un buen amigo Español me ha ayudado de forma increible a organizar mi taller y a expander las funcionalidades existentes. En el paso a paso del taller escribo sobre los trabajos, aún no completados en ese taller, pero quiero aquí dar reporte de un nuevo aspecto tecnológico que estoy abordando como parte de mi proyecto del velero.

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Aquí un diagrama en bloques que resulto de mi esfuerzo en múltiples iteraciones de explicar a otro modelista en los baleares en que demonios consiste mi "sistema de control de escotas", de que componentes consiste y como estas se integran a un concepto general de la electrónica en mi velero. Quiero refrescar lo que es mi objetivo en este proyecto. El camino es el objetivo y no el completar el proyecto. A razón del proyecto me encuentro con muchas tecnologías, las que estudio y evaluo y eso así forma una línea roja que sigo.

Presentando y discutiendo mi concepto de control de escotas con muchos foristas en los 3 idiomas que usan los foros en los que participo, el inglés, el alemán y el español, a la vez que reflexionando sobre detalles de la implementación mostraron que sería de mucho interés y beneficio dedicar un esfuerzo en identificar detalles de la implementación que pudieran poner en peligro su función, que impacten el consumo energético y que en detalle implementan las funciones requeridas. La metodología se llama diseño por modelación. En esta metodología se usan herramientas disponibles, en mi caso Matlab y Simulink, que permiten modelar el sistema y su función a la vez que el entorno con sus efectos sobre el sistema y usar la herramienta Simulink, para simular el sistema y así analizar la función y el impacto de un número de parámetros que lo afectan.

Aquí una foto de como es el sistema de escotas del original velero "Endeavour" que implementaré en mi velero:

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Debido al tamaño del velero y debido a que las escotas en total van 6 veces de la cubierta al palo o viceversa, mi sistema de control de escotas tiene que ser capaz de variar el largo de la escota por 8400 mm o 8,4 metros. Debido a que estos veleros de la clase "J" usaban velas muy grandes, la fuerza del viento en las velas resulta en una fuerza bastante grande que la vela ejerce sobre la escota y como resultado el torque que tiene que ser capaz el motor de paso que uso como parte de la funcionalidad de winche es bastante grande. Claro que la función de polea que cumplen los diversos bloques reducen la fuerza y aumentan por lo tanto el trecho por el cual tengo que mover la escota.

Una crítica que recibí fue, que debido a la fricción de la escota con las diversas poleas el movimiento libre de la vela sería limitado de tal forma que la función del sistema de control de escotas haría el navegar el velero imposible. Otro aspecto que realicé durante mis diarios paseos con mi perro y las reflexiones que hago durante esos paseos era sobre como exactamente debería ser el juego de control de la escota y el movimiento del palo de la vela. Para clarificar esto tengo que explicar ciertos detalles de la función del sistema!

1. Un sensor magnético angular registra la posición del palo de la vela mayor por ejemplo. No conozco la expresión correcta en español para lo que en inglés se llama "gooseneck". Es el eje que conecta el palo de la vela mayor por ejemplo al mástil permitiendo su giro alrededor del eje vertical. En mi sistema el palo está unido fijamente a un eje y este se prolonga hasta casi tocar la superficie de la cubierta

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Creo que este gráfico ayuda entender. Como indica el gráfico el eje al cual se encuentra unido el palo de la vela de forma fija gira de acuerdo como el palo gire. Esto hace girar el magneto, cuyos 2 polos se encuentran en los polos laterales, lo que permite al sensor angular magnético registrar el giro del magneto con 12 bits o 4096 posiciones en un giro de 360°. Como el palo de la vela solo gira ±90° de la línea central del casco, el sensor podrá registrar 1024 posiciones del mástil hacia ambos lados. Como para el largo requerido de la escota no hace diferencia si el palo gira a babor o estribor, significa que tendremos grabado en la memoria flash del controlador una tabla con 1024 entradas. Dependiendo de la posición de la palanca de control en la emisora se define cual de estas 1024 posiciones posibles monitoreadas por el sensor angular magnético corresponde a la posición requerida por el operador como abertura máxima deseada para la vela. Digamos que la palanca esté en una posición media, lo que correspondería a la posición 512 de esa tabla. la software de control por lo tanto adaptaría el largo de la escota a la posición actual del palo y cuando esta posición actual del palo de la vela corresponde a la posición 512 entonces la software limitaría la escota al largo correspondiente, tal cual lo conocemos de controles usuales! Pero si el palo se encuentra en una posición entre la posición 512 a babor y 512 a estribor, entonces el motor de paso adaptaría el largo de la escota disponible a la requerida logrando así siempre una cierta tensión de la escota evitando así que esta se anude impidiendo el movimiento del palo de la vela.

Este sistema lo use tanto para la veöla foque, que también tendrá un palo, como a la vela mayor, por eso el diagrama de los bloques representando mi sistema consiste de 2 brazos equivalentes!

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El enlace a mi vídeo muestra como durante mis experimentos que he documentado en mi tutorial avanzado sobre motores de paso, que tan rápido el motor de paso puede girar. Perdonen que sea en inglés! Pero el vídeo, a pesar que muestre el movimiento del motor de paso sin carga, indica que tan rápido el motor de paso es capaz de realizar las 21 revoluciones completas requeridas para cambiar el largo de la escota por 8400 mm! Para ello estoy construyendo el tambor adecuado, que tendrá una circunferencia de exactamente 400 mm. Como el diámetro de la escota de aramid es de 0.9 mm, las 21 revoluciones no ocuparán mas de 2 niveles de escota al enrollar sobre el tambor. Por lo tanto la diferencia de la longitud de la circunferencia del tambor será negligible.

Siguen 2 fotos del tambor en construcción:

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Sigo del porqué, fuera de que es fascinante, me he decidido de embarcar en la aventura del diseño por modelación! Como escribí arriba eran las criticas y advertencias de otros foristas, pero también el resultado que reflexionando sobre el sistema me he encontrado con aspectos que indican la posibilidad de que en este sistema existan mas cosas detalladas como aquella que presentaré ahora. Pero ojalá con los gráficos y el enlace al vídeo hallan podido percibir en mas detalle en que consiste mi sistema de control de escotas.

Asumamos como escribí arriba, que la posición de la palanca de control en la emisora del usuario se encuentre en la posición media, lo que equivaldría a la posición 512 en mi tabla en la memoria flash del controlador y que esto equivalga a un ángulo del palo de la vela mayor por ejemplo de 45° entre el eje central del casco y la posición del palo. Ahora sea porque el velero gire o por cambios de viento el palo se mueva en dirección del centro del casco lo que conlleva a un ángulo menor a los 45° límite a razón del control desde la emisora. En ese caso el largo de la escota sería exagerado, lo que resultaría en que perdiera una cierta tensión y que aumentaría el peligro que la escota se anude o se enganche en algún obstáculo sobre la cubierta. Esto es especialmente crítico, cuando el cambio de longitud máximo de la escota puede ser de 8.4 metros! Ahora en una primera aproximación podríamos decir que el palo girando en dirección del casco hará girar el magneto y como consecuencia el sensor angular registra que el palo se ha movido de la posición 512, lo que equivale a la mitad de las 1024 posiciones monitoreables por el sensor angular, a la posición 511 y entonces el motor de paso es activado y hace girar el tambor de la escota a la posición correspondiente. El resultado sería lo que conocemos de servos, cuando estos vibran constantemente, consumiendo así cantidades de corriente!

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Para entender el entorno a esta cuestión y a las posibilidades de enfrentarlo de forma adecuada hay que considerar mas aspectos!
Primero estoy seguro que todos ustedes estarán de acuerdo si escribo que ningún operador de un radio control puede conscientemente seleccionar una de 512 posiciones de la palanca de control de la emisora entre un extremo y la mitad y que tal extremo de resolución no tiene mucho sentido. Quizá basten 256, o 128 posiciones, o 64 para permitir un control exacto de la posición de la vela! esto significa que entre posición relevante para activar el motor de paso hubieran o 2, 4 u 8 posiciones disponibles y monitoreables hacia cada lado de la posición actual.
Algo similar ocurre con el motor de paso que hace girar el tambor de escota! Un motor de paso tiene usualmente 200 pasos para un giro de 360°, o 1,8° por paso. Esos pasos se denominan pasos completos. pero como en el caso de mi placa de control del motor de escota puedo insertar hasta 256 micropasos por paso completo, entonces un giro completo de 360° equivale a 200 * 256 = 51200 micropasos, o expresado en función del ángulo, 1,8°/256=0,0070° por micropaso. Si a eso le agregamos que para las 1024 posiciones monitoreables por el sensor angular tenemos 21 giros de 360° del motor de paso, entonces la mitad serían 20,5 giros para la posición media a la posicion del palo alineado con el eje central del casco, o 1.049.600 posiciones del motor de paso.

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Este dibujito trata de presentar lo escrito de forma gráfica! El rectángulo verde arriba muestra el camino que puede recorrer la palanca de control en la emisora y para ilustrar el impacto de las resoluciones asume que el operador realísticamente solo puede escoger una de 64 posiciones de la palanca de control en la emisora. Claro que la emisora transmite una resolución mayor que resulta en un pulso cada 20 ms de cierto largo reflectando esa posición y el largo de ese pulso es traducido por la software en el microcontrolador a una de las posibles 1024 entradas de la tabla en su memoria flash. Si la posición de la palanca de control en la emisora realmente es la posición central o por inexactitud del operador varía por una posición usualmente realmente no tiene un efecto que se pueda percibir hasta que punto la vela se puede abrir, si es la posición no 32, sino 31 o 33. eso refleja el dibujo con las líneas correspondientes.

Miremos ahora el efecto que esto tiene en la selección de la entrada de la tabla en la memoria flash! Si realmente el usuario tiene la palanca en la posición central, entonces la software que monitorea el pulso proveniente del canal correspondiente de la receptora del radio control definiría la posición como el renglón 512 de la tabla en la memoria del flash del controlador. Pero si es 31, una menos, entonces ya mostraría al renglón 496 y si estuviera una posición mas arriba del centro, entonces se estaría indicando el renglón 528. esos valores los ven en color rojo en el rectángulo verde inferior.

Veamos que significa esto en el valor del ángulo del palo de la vela correspondiente y cuya posición es monitoreada por el sensor angular que permite monitorear 1024 posiciones del palo entre la posición central y equivalente al eje central del casco y la posición ortogonal:

90°/1024 = 0,08° entre posición monitoreada y la próxima. la posición central sería 45°, lo que equivale a la posición de la palanca en la emisora central!

Si ahora asumimos lo que en el dibujo llamo la posición "31" de la palanca de control de la emisora, entonces eso equivale al renglón 496 de la tabla en el flash, respectivamente al palo de la vela estar no en la posición 45°, sino 20 * 0,08° = 1,6° o 45° - 1,6° = 43,4°. Quiero ver al operador que sea capaz desde la orilla controlando su velero reconocer si la vela se encuentra en la posición con el palo a 45° o a 43,4°, o a 46,6°.

Pero veamos el efecto que esto tiene en la posición del motor de paso y en consecuencia en el largo de la escota! Los números en rojo muestran la posición, en número de micropasos del motor de paso que hace girar el tambor de la escota!

La posición perfecta central equivale al renglón 512 en la tabla y esto hace que el motor de paso esté en la posición 537.600. la posición resultante del renglón 496 de la tabla equivale a la posición 520.800 del motor de paso! Así pues la diferencia entre las 2 posiciones en el motor de paso es de:

537.600 - 520.800 = 16.800

Esto en el primer momento parece ser mucho, en especial considerando que la misma diferencia sería posible hacia el otro lado resultando en 16.800 micropasos adicionales! Pero veamos que cambio de longitud de escota resulta a razón de esto!

Una circunferencia completa del tambor es de 400 mm. Cada giro completo del tambor, 21 cubren el cambio de longitud máximo, consiste de 51.200 micropasos. De allí calculemos el cambio del largo de la escota a razón del giro del tambor cuando el motor de paso gira por un solo micropaso:

400 mm / 51200 micropasos = 0,0078125 mm

Ahora calculemos el cambio del largo de la escota después de 16.800 micropasos:

16.800 * 0,0078125 = 131,25 mm o 13,1265 cm

Parece mucho verdad? Pero recordemos cuantas veces la escota va entre la cubierta y el palo y que el cambio del largo de la escota máximo es de 8400 mm!

8400 / 131.25 = 64 y recordemos que esto es equivalente a 1/64 del ángulo máximo de 90° o 1,4°. así el cambio de tensión en la escota me atrevo a decir será casi imperceptible!

Pero estos datos dan la indicación sobre un posible camino para lograr educir el número de veces que el motor de paso será activado, eliminando o al menos reduciendo lo que tradicionalmente se conoce como el problema que el servo vibra constantemente. Pero eso también permite establecer una metodología de controlar cuando, si el palo de la vela gira el motor de paso debe reaccionar!

He dedicado tanto texto al análisis del entorno, de la resolución del sensor angular que monitorea la posición del palo de la vela mayor por ejemplo y al altísimo número de micropasos que el motor de paso ejecuta entre un extremo y la mitad, para ilustrar, que estas resoluciones permiten definir ciertos puntos de cuando el motor de paso es activado, sea cuando este se mueve hacia el casco o se aleje de el. Esto me permite definir umbrales superiores e inferiores dentro de una banda de giro del palo de la vela mayor de tal modo que logre un óptimo entre diversos criterios de importancia:

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Encontrar tales valores de los umbrales superior e inferior en relación a la posición actual del palo de la vela monitoreado por el sensor angular, que el motor de paso es activado un mínimo y en consecuencia el consumo de energía sea mínimo y evitar que el efecto de "vibrar" tenga lugar. Por otro lado la adaptación del largo de la escota debe ser suficiente para evitar que la escota se anude o se atasque en algún obstáculo de la cubierta.

Arriba de le dedique bastante espacio para ilustrar el impacto de ciertas variabilidades, tanto debido a las limitaciones físicas del operador del radio control en notar visualmente los resultados, como en su capacidad de poder conscientemente el seleccionar el alto número de posiciones que la electrónica puede resolver y cual es el impacto absoluto tanto en el ángulo del palo de la vela como en la longitud disponible de la escota! Teniendo conciencia de lo reducido del impacto de las variabilidades sobre la posición de las velas y el largo de la escota, quiero presentar como resultó que me empezará a dedicar amplias reflexiones sobre estos temas en general y sobre las posibilidades de usar el concepto de umbrales.

Para esto hay que analizar el movimiento del palo de la vela y su movimiento angular bajo diversas condiciones durante la navegación del velero y ciertas maniobras!

Empecemos en analizar por donde partí para reflexionar sobre el tema. La vela se encuentra en una posición donde el ángulo del palo es menor al máximo permitido a razón de la posición del stick de control en la emisora. para beneficiarnos de los datos detallados arriba, asumemos que el stick de control esté en la posición central, lo que equivale al renglón 512 de la tabla en la memoria flash del controlador. Esto significa que el palo no está permitido de girar hacia un ángulo mayor de 45°! Asumemos que el ángulo actual, monitoreado por el sensor angular sea de 40°, lo que implica que el motor de paso se encuentra en la posición que resulta del renglón correspondiente a la posición 40°. En esta posición el largo de la escota es tal, que el palo no puede girar hacia un ángulo mayor a 40°!
Ahora digamos que el viento se vuelve mas fuerte o gira en relación al velero y desea abrir el palo en dirección de un ángulo mayor que 40°! Pues eso no será posible, la escota se opone a ello! eso significa que el sensor angular nunca será capaz de monitorear un ángulo mayor de 40° y por lo tanto el motor de paso no va a soltar mas escota! Pues aquí un problema que tiene que ser resuelto! y allí es donde entran a jugar los "umbrales"!

Si el ángulo monitoreado por el sensor angular sobrepasa el umbral inferior relacionado a la posición "x+1" moviéndose en dirección a la posición "x+1", aumentando el valor del ángulo y el ángulo actual es inferior al ángulo límite definido por la posición del stick de control en la emisora de operador, entonces el motro de paso girará a la posición "x+1". eso significa que los umbrales inferior y superior relacionados a la posición "x+1" tomarán el lugar de aquellos anteriormente denominados "x"! Ahora el largo de la escota es mayor, lo que hace posible que el palo de la vela continue girando en dirección del valor límite relacionado al renglón 512 que resulta por el comando del operador! Problema resuelto! la pregunta y lo que queda por resolver es como debo seleccionar el valor de los umbrales que definen la variabilidad del movimiento del palo, para que por un lado el accionar el motor de paso ocurra la menor cantidad de veces para así economizar el consumo de energía y por otro lado evitar que el largo de la escota suelta, mientras el palo gire en dirección opuesta hacia el umbral inferior.no permita que la escota se anude!

Un análisis similar hice con el giro del palo de la vela hacia el centro del casco. Lo mismo es la cuestión como funciona este método con un velero haciendo una de las 2 posibles maniobras de giro y que tan rápido esto puede hacerse y que torques ocurren! Lo que muy pronto en mis estudios preliminares sobre la metodología de diseño por modelación y mi estudio de las funcionalidades de Simulink demostraron es, que el encontrar los valores óptimos de tales parámetro bajo objetivos bien definidos es el fuerte de esa metodología!

Pero lo que también realicé en ese contexto fue por un lado que esto me permitía entender de mejor forma las objeciones que había recibido de diversos foristas, pudiendo simular los efectos como el de la fricción de la escota en los bloques de las polea y los efectos de resistencia al movimiento de la escota bajo el efecto de la presión del viento sobre la vela también por efectos electrostáticos entre la escota y los tubos.

Pero también apareció la clara imagen que el sistema podría tener aspectos adicionales con efectos que impactan el como realizar el diseño físicamente y el diseño de la software de control y de los que no tengo noción aún! Así modelar el diseño me permite captar posibles aspectos aún no percibidos similares como aquel que acabo de describir!

Esto es algo, para lo cual la simulación de la función es el instrumento adecuado y lo que, porque las funcionalidades se describen por medio de las matemáticas, es posible resolver ecuaciones de forma simbólica o numérica para identificar los valores de los umbrales mas adecuados para lograr un mínimo en el consumo de energía. Eso es exactamente para lo que las herramientas Matlab y Simulink son ideales.

Habiendo realizado esto me conseguí el acceso a esas herramientas en la empresa de un amigo que tiene las licencias y ademas empecé las investigaciones correspondientes en el internet. Muy pronto realicé, que en los últimos casi 40 años mis conocimientos matemáticas han erosionado mucho y que también en la ciencia, sea de las matemáticas,o sea de ingeniería y hasta de física los avances han sido impresionantes.

Pero también realicé, que el Internet hace posible acceder a vastísimas fuentes de información y que en especial en Alemania, donde casi todas las Universidades son públicas y de excelentísima calidad, muchas lecturas de profesores universitarios en los mas diversos cursos de las mas diversas carreras universitarias son accesibles por Internet en forma de videos de forma gratuita, de los textos que acompañan esas lecturas, de las hojas de ejercicio y las soluciones, al tiempo que exámenes antiguos con sus soluciones.También existen ofertas similares pero no tan extensas de universidades de habla hispana o del inglés, como por ejemplo de la MIT en Boston! Pero también muchos libros científicos y técnicos son disponibles por el Internet de forma o gratuita o económica.

Así pues investigue a profundidad la carrera de ingeniero electrónico de la universidad técnica de Munich, descargándome los materiales que indiqué arriba. Como por razón de salud mi capacidad de aprendizaje es limitada, una de las cosas que necesito empezar es el volver a aprender a aprender! pero también noté que no sería capaz de estudiar todas las materias requeridas por semestre. Como consecuencia por un lado me informé visitando los institutos correspondientes de la universidad, donde el que tuviera el valor de meterme a estudiar a mi edad y con mi salud me habría puertas por simpatía dándome acceso a valiosas informaciones. Pero también llegue al resultado que todas las materias del estudio de ingeniería electrónica basan en entender y saber usar lo que se enseña durante los primeros 4 semestres de la carrera del bachelor de electrónica o los primeros 2 semestres en la carrera del bachelor de matemáticas, análisis, álgebra lineal y matemáticas numéricas y discretas. También tuve la ocasión de escuchar lecturas universitarias grabadas en vídeo por Internet. El resultado fue, que un profesor Groh de la universidad de Tübingen daba las clases de Análisis basadas en la metodología rigorosa de un profesor Terence Tao de la UCLA y que esta metodología hace buen juego con mi forma meticulosa que creo ya muchos de Ustedes han tenido su problema con esa forma de pensar mía! El profesor Groh basa su curso de Análisis en la metodología de Terence Tao y que este aplica en su clase de Análisis "with honors", lo que es el término inglés para clases de alto nivel!

Así empecé en considerar el inscribirme al curso de electrónica de la universidad técnica de Munich, contacté esta universidad y me deje asesorar. El resultado fue que me conseguí las notas de las lecturas de todos los cursos de los primeros 2 años de la carrera de electrónica para el Bachelor. Como por razones de salud no soy capaz de rendir lo que los estudiantes universitarios tienen que rendir para no ser expulsados, muy pronto realicé que participando en las lecturas grabadas en vídeo y disponibles por Internet sería hasta mejor que participar físicamente en las lecturas en la universidad y que aprendiendo autodidactamente para poder pasar los exámenes de todas las materias de los primeros 2 años disponibles en el Internet de años anteriores bajo condiciones dadas en los exámenes, sería sensato inscribirme recién entonces.

Pero muy pronto realicé que prácticamente en todos los cursos de la carrera de electrónica las matemáticas, Análisis, Álgebra Lineal, matemáticas discretas y numéricas eran pre-requisito para poder concentrarse en adquirir los conocimientos ofrecidos en los diversos otros cursos que conforman la carrera y de sistemas de control en especial que voy a requerir para mi diseño por modelación de mi sistema de control de escotas.

Y como es válido en nuestra afición, buena herramienta fomenta buen trabajo, como pude realizar que en especial los estudios de Análisis que mas adecuados me parecen a mi forma de estudiar son aquellos de nivel avanzado, llamados en inglés "with honors"! Así pues me aventuré a investigar en que consiste la carrera del bachelor de matemáticas en la universidad técnica de Munich! Realicé que en esa carrera los primeros 2 años consisten de esos cursos de matemáticas mencionados arriba, mas una materia adicional, para la cual se permite que esta sea física. Como parte de mis investigaciones sobre la carrera de electrónica, física era parte de ella encontré al profesor Dr. Schuller de la universidad de Darmstadt, que hace accesible sus lecturas de mecánica teórica, lo hace de forma muy emocionante e interesante y contactándolo recibí un fuerte apoyo. mecánica es definitivamente aquel campo de la física que para mi objetivo del modelar el sistema de control de escotas, lo que incluye el modelar el impacto del entorno físico en el comportamiento de mi sistema de control de escotas, es de mucho valor. Lo que se suma a ello y aumenta el atractivo para mí es su metodología de usar variedades de topologías cada vez mas avanzadas para ir penetrando en las implicaciones de las leyes de Newton y expresarlas de forma mas clara y rica en sus implicaciones. En especial el usa el espaciotiempo y la curvatura de este a razón de la gravedad para ir penetrando mas y mas en las leyes de Newton, 3/4 partes de ese curso cubren lo que se llama la mecánica clásica y de allí sigue de forma consistente a incluir la mecánica cuántica y relacional. Así fuera de adquirir los conocimientos de física requerida para el bachelor de electrónica, pre-requisito para los cursos de sistemas de control mas avanzados que forman parte del master de electrónica, me meto en una materia por la cual siempre he sentido una cierta afición!

No os parece increíble, que después de llevar casi una década con mi proyecto el velero, ahora de pronto vuelvo a estudiar y realmente me animo a meterme en las matemáticas de esta forma! Soy honesto! Al momento estas investigaciones preliminares y el estudio de estas primeras lecturas de análisis no me han desanimado. Pero mi salud, mis problemas con la concentración a razón en especial de los paros cardíacos y sus consecuencias son potencialmente aspectos que me limitarán. Pero el cerebro es como un músculo y ejercitándolo este se puede reorganizar y arreglar los problemas que actualmente experimento. Pero por el camino, y eso lo vivo todos los días, el estudiar las materias me es un gran placer! eso es lo que cuenta en una afición!

Pero al mismo tiempo, cuando me canso estudiando tengo tantos frentes en mi proyecto alternativos, que siempre sigo avanzando en esos!

Actualmente estoy preparándome a continuar con mis experimentos con el motor de paso pudiendo usar para eso mi flamante y nuevo laboratorio electrónico! estoy investigando al momento por que canal consigo de forma mas económica una placa de evaluación del sensor angular y ademas he encontrado una nota de aplicación de la empresa Trinamic, cuyos componentes uso para el control de mi motor de paso para el control de escotas. Esta nota describe como usar 2 motores de paso equivalentes, uniendo sus ejes de forma fija, para ejercer torque sobre el uno y así poder analizar el comportamiento y definir los parámetros de sus funciones de "stallGuard" y "coolStep" que permitenaumentar la eficiencia, también energética del uso de motores de paso, logrando por un lado el hacer disponible hasta 120% del torque máximo para encargar máximos de solicitación y por otro lado reducir el consumo energético de un motor de paso por hasta el 75%, adaptando el flujo de corriente para hacer disponible solo aquel torque que se necesite realmente en un cierto momento! Ya presentaré esto como vaya avanzando!
 
La voluntad de sanar es la mejor medicina.
Sigue adelante, somos varios los que nos enfrentamos a diversas dolencias y la ilusión por nuestras aficiones es la fuente de energía que nos empuja adelante.

Aquí, que somos un poco brutos en nuestras expresiones, diríamos: ¡ole tus cojones!
 
Gracias por tu respuesta. Un amigo forista que vive cruzando la calle tiene Lupus y está hospitalizado ya casi 4 semanas. El pobre está muy mal! Me parece importante expresarse para que aquellos que comparten los retos de la salud vean confirmados una y otra vez que su entorno los percibe, que no están solos. Cuando recibo la información que la persona se ha alegrado, entonces eso me conforta. Pero también me he acostumbrado a expresarme, pues en estos últimos años ha habido bastantes ejemplos de personas cercanas que siguieron su ruta. El saber que no he perdido las oportunidades en expresar algo a ellos a tiempo es muy confortante!
Pero comparto totalmente tu opinión, que nuestra afición es fuente de energía y de actitud positiva! Los mejores deseos también para ti y cualquier cosa no dudes en comunicarte!
Un abrazo Hellmut
 
Gracias! Pero ponga seriamente en duda que terminaré por hacer navegar mi velero! La fascinación que resulta de mi intención de diseñar mi sistema de control de escotas usando las herramientas Matlab y Simulink y la consecuente necesidad de estudiar las matemáticas requeridas, me ha abierto todo un nuevo mundo. Actualmente estoy estudiando unos textos de lógica. Estudiando análisis, en lo que me estoy concentrando, la metodología fomenta el adquirir y adoptar las técnicas de pruebas matemáticas y de allí aparecen términos y autores, empezando por Zeno, Aristóteles y mas tarde las técnicas de deducción e inducción, tema sobre el que estoy leyendo al momento un libro mas filosófico sobre la historia de la lógica y comparando la lógica tal cual se usaba en la antigua Grecia como entretenimiento y reto intelectual, cosa que Aristóteles, especificando el como reconocer argumentaciones erróneas, es en parte responsable que el auge de ese "deporte mental" paso, por permitir formalmente desacreditar los truquitos usados por ejemplo por los sofistas. Pero también resaltando que esa afición de los antiguos griegos es responsable que en nuestra civilización occidental se estableció la ciencia de la lógica tan relevante para sembrar la semilla de la ciencia. Lo que me dejo impresionado de ese libro fue, que ese "deporte intelectual" aplicaba el formalismo de una persona que postulaba algo y una segunda que hacía las preguntas. El que había postulado algo solo podía contestar con "si" o con "no". De allí la increíble contribución griega de traer al mundo lo que hoy se denomina una expresión matemática que solo puede tener 2 valores, falso o verdadero, false or true! Ese concepto tan esencial en la lógica y en consecuencia método usado en pruebas matemáticas es el resultado de esa afición griega! y eso mas o menos entre 500 y 300 antes de Christo!
Recién aproximadamente en el trigésimo centenario después de Christo la lógica se dió otro paso grande haciendo la diferencia entre "lógica" como instrumento para reconocer deducciones erróneas pensadas y habladas y la lógica orientada hacia el experimento y así por ejemplo la inducción como método de verificación.
Me he puesto el reto de alcanzar un primer objetivo hasta el fín de año aprender la metodología de la prueba matemática como elemento clave del raciocinio matemático. A pesar que esto está tomando mucho mas tiempo del que pensaba, he podido mantener la fascinación y así la perseverancia!

Paralelamente estoy preparándome para hacer los próximos experimentos con el motor de paso. Tengo la intención de experimentar con su operación bajo carga, el tutorial avanzado sobre motores de paso muestra mis experimentos con el motor de paso sin carga. Estudiando recientes publicaciones de la empresa Trinamic que produce las componentes que uso para operar el motor de paso, una nota de aplicación muestra como identificar el valor apropiado de los parámetros de "stallGuard2" y "coolStep" uniendo los ejes de 2 motores de paso idénticos, operando el una a una corriente de solo 50% del otro y así forzar el motor de paso bajo circunstancias controladas a tener un error de paso. Software hecha disponible permite crear gráficos que ilustran como varían ciertos parámetros en relación a una carga de torque mientras que va de sin carga a error de paso.

Por otro lado, gracias a entradas económicas a razón de la venta de mi "headset" como piloto me compraré una placa de evaluación del sensor angular. Al momento trato de investigar cual es el mas adecuado. La cuestión es la menor resolución angular del sensor usando las salidas "A, B y C" y leyendo por bus SPI o I2C el valor grabado interno, o decodificando la señal PWM. existe por ejemplo un sensor con 14 bits o 16*1024 de resolución por giro completo, pero solo encuentro uno de 12 bits que tiene un "A, B y C" de 11 bits. Quiero investigar si es posible usar tanto las señales "A, B y C", que alimentadas a la función periférica del controlador, decodificador de cuadratura, me permiten un control de la escota básico y usar en paralelo o el PWM o el valor conseguido por bus SPI/I2C con 2 bits mas de resolución angular para implementar el subsistema de control por medio de umbrales, como lo he descrito arriba!

Finalmente tengo que meterme a terminar mis trabajos de mantenimiento de la fresadora, que solo ha avanzado al punto que la puedo volver a usar, pero sin la indicación de posición en la pantalla de forma digital.

Y, lo confieso, tengo que volverme mas estricto otra vez con los valores de azucar en mi sangre. Leí recientemente un artículo que habla del efecto del azucar en una disminución del volumen del cerebro! Si no me cuido por allí, el motor, mi cerebro, decaerá!

Es así, entre todas las cosas científicas y técnicas, la tendencia a no encarar cosas de salud queda un reto de calidad especial!
 
Dios mío, en que aventura me metí con eso del diseño por modelación!

Primero es que mi entusiasmo es tal, que paso horas tanto en estudiar como en descargar, imprimir y poner en legajadores el material necesitado para esos estudios!
Segundo es que haciendo las labores del punto "primero" me encuentro con fascinantes cursos y materias en las que pierdo mucho tiempo, que gracias a Dios tengo, metiéndome a escuchar lecturas y mirar y estudiar material al respecto.
De allí resulta el tercer punto! Me siento como un analfabeto o legasténico. Sin tener dominio de las matemáticas requeridas y de las notaciones matemáticas usadas, mucho se parece a lo que haciendo mi licencia de piloto me tocó aprender para tomar nota y repetir instrucciones recibidas de la torre. Las notaciones es lo de menos, pero el no poder captar mas que aspectos generales que no permiten encontrar respuestas a mis reflexiones sobre lo leído durante mis extensos paseos con nuestro perro Samy, me obligan a cultivar algo de lo que nosotros los modelistas navales somos muy buenos en, la perseverancia. Así cuando halla adquirido los conocimientos matemáticos necesarios, serán unos 2 años de estudios, el mundo aún cerrado a mí por falta de conocimientos matemáticos se me abrirá!
Pero que no quede mal entendido! El estudio y la adquisición de conocimientos matemáticos es fascinante en su propio derecho! Ahora estoy ahorrando para adquirir una licensia del software "Mathematica" que permite aplicar los conocimientos matemáticos que voy adquiriendo, aprendiendo así en paralelo el aplicar los conocimientos matemáticos a resolver y a visualizar estos avanzando así mi capacidad de usar estas modernas herramientas para mi objetivo, el modelar mi sistema de control de escotas.
 
Hola amigos, ya vamos en ruta de la navidad y del fin del año así me tomo la libertad de actualizar este reporte!

En el sector de los estudios he avanzado mucho menos de lo que había esperado. Por un lado los dientes debajo de las coronas de lo que queda en la mandíbula inferior empezaron a presentar una fuertísima infección de las encías, así las encías recibieron su tratamiento de urgencia y después de cierto tiempo acabaron quitándome 2 mas de mis dientes, las encías siguen jodiendo y esas infecciones me causan mucho cansancio y problemas de energía, cosa que necesito para avanzar en los estudios. Es mas, frecuentemente noto que soy incapaz de concentrarme. Parece que tengo que persistir en mis estudios para demorar por si esto son indicaciones de principios de Alzheimer! No hay mejor medicina que ejercitar la mente!

Pero lo que también sigo haciendo a diario son mis paseos con el perro y a reflexionar tanto sobre el estudio como en mi sistema de control de escotas. En materia de estudios resulta que en los libros que me he conseguido, a pesar de que tuve un sobresaliente en matemáticas en mi bachiller, en temas de relevancia para mis objetivos matemáticos aparecen tópicos que realmente son nuevos para mí, pero que en parte vuelven a aparecer en el curso de análisis universitario. Se trata de una perspectiva que me presentó por primera vez un profesor del instituto de matemáticas de la universidad técnica de Munich, en breve TUM. Yo en mis primeros estudios e investigaciones me había encontrado con las clases de un profesor de análisis que presenta los conceptos empezando por lo mas sencillo y armando de allí tanto el aprender la forma de pensar de un matemático, lo que se refleja en las técnicas de las pruebas matemáticas, como de aprender partiendo de casi nada y presentar todos los temas de forma rigurosa. Haciendo así posible no tener que enfrentar algo que seguro todos recuerdan con horror, cuando matemáticos dicen que algo es trivial, evidente, obvio y no necesita de explicación. Pues este profesor me dijo que en las últimas décadas las matemáticas habían pasado mas a ver las matemáticas desde el punto de vista de las estructuras. Eso me dejó intrigado y así paralelo a las otras actividades me puse a investigar que demonios significa lo dicho por el profesor.

Pues resulta que desde los principios de los años 30 del siglo pasado un grupo de matemáticos franceses, el grupo Bourbaki, el nombre anónimo de matemáticos que se habían dado el objetivo de describir y ordenar todas las matemáticas desde el punto de vista de sus estructuras y que definían 3 tipos de estructuras madre, de las cuales resultan estructuras que se usan para describir las matemáticas. Según he encontrado la última publicación de este grupo es del 2012. las 3 estructuras madre son: Estructuras basadas en el orden de elementos, estructuras basadas en estructuras algebraicas y en estructuras topológicas. Las bases de esas estructuras son muy simples de empezar a captar.

Las del orden reflejan lo que conocemos de los números, por ejemplo los enteros, donde al "0" le sigue el "1" y a este el "2"... Eso representa un ejemplo de una propiedad de una estructura, donde los números aparecen en cierto orden.

Las estructuras algebraicas son igualmente sencillas de captar inicialmente. es la asociación de propiedades de elementos que conforman conjuntos. Conjunto se denomina algo que contiene elementos. Usando los mismos números enteros que usé para presentar el concepto de las estructuras de orden cada elemento del conjunto de los números enteros tiene propiedades asociadas a la suma de tales elementos, {Z,+}. Todos segura recordamos algo cuando escuchamos los términos de conmutatividad, asociatividad, etcétera. Se trata aldo de que A + B = B + A. Existen 4 axiomas y dependiendo de cuales de las propiedades son aplicables a los elementos de un conjunto estos conjuntos representan estructuras algebraicas como de grupo, de anillo, etcétera. Resulta que cosas aparentemente totalmente diferentes cumplen en sus propiedades los requisitos para formas cierta estructura algebraica, de donde resulta que es válido aplicar las operaciones que permite tal estructura algebraica, bastando el demostrar que cumple los requisitos para demostrar la validez de los resultados de ciertas operaciones.

Finalmente las estructuras topológicas son igualmente fáciles de captar de forma inicial, probando para mí, que si no se es intimidado por la temática inusual, en cierto modo hasta permiten tratar problemas, por ejemplo de la física, cosa que se require para poder modelar la influencia del entorno de mi velero Carina y sus efectos sobre la función del sistema de control de escotas! Primero, se trata aquí de analizar elementos y estos se pueden ver como elementos de algún conjunto. En las estructuras topológicas hay 2 aspectos concepcionales que todos conocemos y si aplicamos el raciocinio acostumbrado y no intimidado porque se trata de matemáticas nos permite captar.

Uno de los conceptos son el de la imagen. Si vemos la punto de nuestra nariz en un espejo, levante la mano el que crea que eso es difícil de comprender, que en el mundo real tenemos una nariz y que la punto es una parte de ella y que esa misma punta de la nariz la vemos en el espejo. Así a cada punto de nuestro cuerpo reflejado en el espejo existe un punto correspondiente en la imagen de nuestro cuerpo en el espejo!

El segundo aspecto todos lo conocemos y estamos familiarizado con el. es el de un mapa o almanaque o atlas. Esto consiste de un libro con páginas que representa el mundo real. Tomemos por ejemplo la ciudad de México y su plaza central, el zócalo. Empecemos mirando una página donde aparece toda la américa latina. Todos sabemos que en el mundo real solo existe una capital del estado de México con su zócalo y que esto se encuentra en cierto lugar de nuestro planeta. Sin embargo sabemos que para encontrar la ciudad de Mexico en una cierta página del atlas unas coordenadas que combinar un numeral y una letra nos dicen donde encontrar tal punto, aquí la capital de México, por ejemplo (12,C). Ahora cambiamos de página en el atlas a una página donde solo aparece el estado de México y allí las coordenadas para encontrar la ciudad por ejemplo serían (1,A). Osea que un mismo punto físico en el mundo real puede tener 2 coordenadas diferentes dependiendo de la página del atlas que estemos mirando, sin que la ciudad de México físicamente sea movida.

Similar es con las estructuras topológicas. Digamos que la superficie del planeta tierra representa un objeto matemático de solo 2 dimensiones, ignoramos la altura sobre el mar de cada punto de la superficie de la tierra. Una estructura topológica. Existen diferentes métodos para poner lo que es algo de 3 dimensiones físicas y crear una imagen de solo 2 dimensiones. Eso ocurre en cualquier mapa que conocemos. Sabemos que la distancia de oriente a occidente de 2 puntos a igual distancia en el mapa, en la realidad física están mas cercanos el uno al otro, cuando mas nos aproximamos a los polos. existe por lo tanto una función que describe como dar con algún punto físico de la superficie de la tierra al punto correspondiente en el mapa y que dependiendo de la proyección usada para crear la imagen en una página del atlas, esta difiere, sin que por eso el punto físico real en nuestro planeta cambie de posición! Y así en la terminología de las estructuras topológicas hablamos de un atlas y de sus páginas y de la función usada para crear la imagen de una parte del planeta en una cierta página del atlas!

Que utilidad tiene esto? Pues en el atlas y sus páginas es evidente. Se trata de reflejar la superficie del planeta de tal forma en una de las páginas del atlas, que sea conveniente para su uso intencionado. Así, si quiero saber donde en la capital del estado de México se encuentra el zócalo, no miro en una página que representa la imagen de todo el planeta, sino que selecciono tal página que muestre el centro de la capital y que así me permite ver donde allí está el zócalo.

Pues lo mismo se hace en las matemáticas no solo en las estructuras topológicas. Se busca crear una imagen de lo que quiero analizar, computar, que me permita de la forma mas sencilla de calcular lo que quiero calcular.

Lo dejo así, pues si alguien llega a dedicarle un poco de seso a lo que presenté aquí, no tendrá problemas de entender en una primera aproximación de porqué demonios las matemáticas crea artificios como aquellos de las estructuras. Es porque así resulta mas facil describir, calcular algo que se quiera calcular. Volviendo al modelismo naval y a mi proyecto del velero "Carina" y allí a mi subproyecto del sistema de control de escotas y de allí a mi objetivo de modelar este sistema de control de escotas para poder así simular su comportamiento, para así poder reflejar el impacto del entorno y sus parámetros sobre el comportamiento de mis sistema de control de escotas y de encontrar la forma como tal sistema de control de escotas logra cumplir su función y esto de la forma energética mas eficiente y mecánica, electrónica y Dios sabe que otros aspectos mas.

Es está relación entre mis objetivos como modelista naval y lo que técnicas matemáticas hacen posible dentro del ámbito de la tecnología de diseño por modelación lo que convierte los temas matemáticos de algo que pudiera ser seco, aburrido, abstracto y lejano del mundo real en algo tangible fascinante que me da material para reflexionar, no solo por lo que implican las técnicas matemáticas, sino también sobre lo que eso podría representar para mi objetivo de diseño.

Pero mentiría si a razón de estos estudios y las reflexiones en relación a los conceptos con los que me encuentro, no hubiera descubierto una afición por expander mis conocimientos de conceptos y técnicas matemáticas. Pero también es que resulta que metiéndose en las materias matemáticas y empezando a captar que otros campos matemáticos son de relevancia para mi proyecto del control de escotas, me encuentro con otros temas válidos de estudiar. Como ejemplos!

Sabemos que cuando un ordenador hace algún cómputo matemático, en muchos casos la calidad del resultado depende de si que esos cálculos los hacemos con variables de solo 8, 16, 32, 64 o 128 bits por ejemplo. sabemos que cuando mas resolución tenemos disponible, mas exactos pueden resultar los resultados. Investigando y viendo y escuchando lecturas universitarias disponibles de forma gratuita sobre matemáticas numerales y discretas, me encontré con aspectos de los que no tenía ni la menor idea, pero que reflexionándolos muy pronto hacen importante el ser tomados en consideración. Para eso por ejemplo tengo que informar que no todas las relaciones pueden ser computadas resolviendo ecuaciones! Eso es debido a ciertos requisitos, cosa que ya había presentado a ustedes presentando los conceptos de estructuras en las matemáticas y que representa propiedades de elementos. Por eso en tales caso se usan diversas técnicas, por ejemplo de aproximación, o donde un programa como "Mathematica" de Wolfram, Matlab o Maple entre otros nos dan las herramientas adecuadas. Pero recuerdo una lectura de introducción de un profesor de matemática discreta a razón de como se calculan dígitos del valor "pi", Pi es un valor con infinitos numéricos después de la coma demostraba lo que puede ocurrir. Desde que el resultado puede ser equivocado, por donde es necesario saber despues de cuantas iteraciones que número de dígitos es correcto, hasta como se caracterizan diferentes técnicas de aproximación, si son proporcionales, cuadráticas o mejor, hasta el impacto de cuantos bits se tienen de resolución durante los cómputos de aproximación. esto me demostró de forma muy plausible, que si deseaba usar herramientas como las nombras arriba, sino era capaz de valorar las capacidades y limitaciones de las técnicas usadas y los impactos de las limitaciones que resultan por las limitaciones de cómputos expresables por el número de bits disponible, los resultados podrían resultar o equivocados, o ineficientes en su cálculo.

Pero fuera de los aspectos puramente matemáticos, las matemáticas como la herramienta mas importante en los otros campos que impactan mi proyecto, la física, la electrónica, mis avances, aunque muy lentos no solo por las limitaciones que resultan de mi salud, sino también por la amplia base concepcional que estoy tratando de adquirir, por un lado me facilitarán los estudios en esas carreras, como también empiezan a reducir la aparente analogía de la que he escrito en contribuciones a este hilo anteriores al analfabetismo y/o la legastenia que resulta de la ignorancia tanto de las notaciones matemáticas, como de la capacidad de comprender lo presentado en términos matemáticos. En cuestión de notación matemática ya voy dominando quizá un 80%, lo que me capacita repetir en palabras lo expresado en notaciones matemáticas. Pero de allí a poder comprender las implicaciones y eventuales limitaciones en expresiones matemáticas estoy leguas! Lo noté últimamente cuando le eche un vistazo breve a cuestiones relacionadas con la teoría de los "strings". No entendí ni pito!

Pero un area donde las reflexiones sobre mi proyecto del control de escotas va avanzando es en el de captar cada vez a mas profundidad la funcionalidad de este sistema de control de escotas basándome en cuestiones descubiertas anteriormente. En el caso específico que quiero presentar resulta de reflexionar sobre el impacto de la metodología de usar "umbrales" y de combinar la resolución incremental del sensor magnético angular y su reporte a la periferia de codificación de cuadratura de las 3 señales PWM, "A", "B" e "I". con aquella de la posición angular absoluto que requiere leer valores de ciertos registros en la componente electrónica del sensor angular magnético. Son 2 los aspectos que resultaron inmediatamente de las reflexiones y un tercero que se hizo evidente mas tarde! Actualmente estoy reflexionando si "inteligencia" adicional que resulta de ciertos parámetros que la periferia de cuadratura computa de forma independiente a razón de las 2 señales PWM y hardware adicional que forma parte de esta periferia, le encuentra una mejora al concepto. estoy empezando a notar que mi mente llega a sus límites, por lo que abrevio!

1 Aspecto. Si la adaptación del largo de la escota resulta de que la posición absoluta del palo de la vela monitoreado por el sensor registra que el palo alcanza la posición de uno de los umbrales, entonces la escota es adaptada al largo de la posición vecina. De allí parece resultar que cualquier adaptación del largo de la escota ocurre por esa técnica y así nunca poder aplicar el perfil de velocidad por ejemplo "S" que presenté arriba! Como resuelvo el lograr el beneficio de los perfiles "S" sin poder usar tal funcionalidad de la componente electrónica.

2. Aspect0. La capacidad de cómputo. Si el palo debe poder hacer un giro de 180° en un solo segundo, el controlador será capaz de hacer que el largo de la escota sea adaptado a la velocidad requerida y me queda suficiente capacidad de cómputo para poder simular el de un perfil de velocidad "S"? Primeras estimaciones durante el paseo con mi pero parecen indicar que si podría ser posible. estoy reflexionando que experimentos me permitirían profundizar el tema.

3. Aspecto. Si el palo puede girar los 180° en un segundo y el sensor angular monitorea el número de posiciones absolutas, el número depende si tengo 16 o solo 14 bits de resolución angular por 360°, logro hacer el proceso de adaptación del largo disponible en el tiempo que tengo entre posición y posición absoluta y cual es la velocidad máxima, la frecuencia mas alta en la que puedo ejecutar tal proceso? El término técnico se llama latencia. La latencia aquí resulta de cuando el sensor registra que la posición absoluta equivale a uno de los umbrales, el controlador en la placa LPCXpresso1769 lo averigua, hasta que el motor de paso halla girado el tambor de la escota a la posición que me da el largo de escota requerido. Si esto tiene lugar en un lapso de tiempo mayor al del giro del palo de la escota entre posiciones absolutas, cual es el impacto?

Esto me da la confirmación de que debido a lo complejo del sistema de control de escotas tal cual voy profundizando en mis reflexiones y mas tarde en la modelación del sistema voy descubriendo posibles aspectos críticos. Un efecto lateral positivo de esto es, que de allí van a resultar experimentos donde gracias a las funcionalidades de mi flamante laboratorio electrónico, podré encontrar satisfacción en definir tales experimentos, en hacerlos y en aprender sobre los aspectos a analizar durante tal proceso. esos conocimientos y experimentos van a ser de gran utilidad al modelar mi sistema!
 
Pues bien, he empezado a trabajar en hacer los experimentos necesarios para meterme en la programación basándome en lo que escribí en el hilo sobre el aprendizaje. Por problemas con mi impresora no puedo imprimir ciertos materiales. Mi primer objetivo ahora es lograr aplicar el ejemplo que existe para hacer blinquear la famosa LED en mi placa LPCXpresso1769 dentro del entorno de la biblioteca CMSIS. de allí seguiré con los ejemplos que existen para las otras periferias del LPC1769. Si logro cierta madurez en el dominio de la IDE, el entorno de programación, entonces trataré de integrar el sistema operacional FreeRTOS. Pienso crear vídeos mostrando los experimentos.
 
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