Análisis de Objeto Técnico El Monitor de Computadora

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GOBIERNO DEL ESTADO DE DURANGO SECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUBSECRETARÍA DE SERVICIOS EDUCATIVOS DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN BÁSICA “A” DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA TÉCNICA JEFATURA DE ENSEÑANZA DE EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA No. 62 Ponciano Arriaga s/n Col. Benito Juárez Tel. 8130734 81 30734

ÁMBITO DE SERVICIOS ADMINISTRATIVOS DE APOYO A LA PRODUCCIÓN TALLER COMPUTACION FICHA TÉCNICA ETAP ETAPA A REGIONA REGIONAL L Nombre de la ficha técnica: EL MONITOR

Autor: Rodrigo Alonzo Fecha: Abril 2008 Asesor: Gerardo Sánchez Nájera 1


ÍNDICE

TÍTULO

PÁGINA

ASPECTO HISTÓRICO SOCIAL ORIGEN…………………………………………………………………………………….

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EVOLUCIÓN................................................................................................................

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IMPACTO IMPACTO SOCIAL................................................................................................... .

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REPERCUSIONES....................................................................................................

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DIMENSIÓN CIENTÍFICA Y TÉCNICA 1. FUNCIONALIDAD FINALIDAD POR LA QUÉ FUE CONSTRUIDO.....................................................

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POSIBLES USOS Y AMBITOS DE APLICACIÓN..................................................

8

UTILIDAD DE USO CON RELACIÓN RELACIÓ N A LA SATISFACCIÓN DE LA NECESIDAD

8

2. ESTRUCTURA IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES PARTES QUE COMPONEN AL OBJETO..................

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REPRESENTACIÒN REPRESENTACIÒN GRÀFICA..............................................................................

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CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES………………….……………………. MATERIALES………………….…………………….

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ORÍGEN DE LOS MATERIALES……………….…………….…………… MATERIALES……………….…………….……………

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PROPIEDADES GENERALES……………………………………… GENERALES…………………………………………….. ……..

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PROCESOS DE FABRICACIÓN............................................................................ FABRICACIÓN............................................................................

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PRINCIPALES PRINCIPALES HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA FABRICACIÓN.................. FABRICACIÓN..................

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3. FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO EXTERNO............................................................................

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FUERZAS Y TIPOS DE ENERGÍA QUE HACEN FUNCIONAR EL OBJETO.....

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PROPUESTAS PROPUESTAS DE INNOVACIÒN........................................................................ INNOVACIÒN........................................................................

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-EL MONITOR-

Aspecto Histórico-Social ORIGEN. Un monitor es básicamente un tubo de rayos catódicos y por esto estudiaremos entonces el origen del tubo de rayos catódicos. El tubo tubo de rayos rayos catód catódico icos, s, o CRT CRT, fue desarr desarroll ollado ado por Ferdin Ferdinand and Braun, Braun, un científico Alemán, en 1897 pero no se utilizó hasta la creación de los primeros televisore televisoress a finales finales de la década de 1940. 1940. A pesar de que los CRT que se utilizan utilizan en los monitores modernos tuvieron muchas modificaciones que les permitieron mejorar la calidad de la l a imagen, siguen utilizando los mismos principios pri ncipios básicos. La primera versión del tubo catódico fue un diodo de cátodo frío, frío, en realidad una modificación del tubo de Crookes con una capa de fósforo sobre el frontal. A este tubo se le llama a veces tubo Braun. La primera versión que utilizaba un cátodo caliente fue desarrollada por J. B. Johnson y H. W. Weinhart de la sociedad Western Electric.. Este producto se comercializó en 1922. Electric Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo diodo.. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fosforescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. Este fenómeno fue estudiado por los físicos a finales del siglo XIX, XIX, otorgándose un premio Nobel a Philipp von Lenard. Lenard . Los rayos catódicos primeramente fueron producidos por los tubos de Geissler . Los tubos especiales fueron desarrollados para el estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamó tubos de Crookes. Crookes. Pronto se vio que los ra rayos yos catódicos están formados por los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como electrones electrones.. El hecho de que los rayos son emitidos por el cátodo, es decir el electrodo negativo, demostró que los electrones tienen carga negativa.

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Los rayos catódicos se propagan en línea recta en ausencia de influencias externas, pero pero son son desv desvia iado doss por por los los camp campos os eléc eléctricos tricos o magnéticos (que (que pueden pueden ser producidos colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de vacío - esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV). El refinamiento de esta idea es el tubo de rayos catódicos (CRT), también conocido como tubo de Braun (porque fue inventado el 1897 por Ferdinand Braun). Braun ). El CRT es la clave en los sistemas de televisión, televisión, en los osciloscopios osciloscopios,, y en las cámaras de televisión vidicon vidicon..

EVOLUCION En la siguiente imagen se muestra m uestra la evolucion del monitor de la compañia Apple:

En la actualidad el tubo de rayos catódicos ya casi no es utilizado en los monitores, ha evolucionado a nuevas tecnologías mucho mas desarrolladas; como la pantalla de plasma, LCD o DLP.

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La pantalla de plasma fue inventada en 1964 en la Universidad de Illinois por Donald L. Bitzer, H. Gene Slottow y el estudiante Robert Willson para el PLATO Comput Computer er Syste System. m. Las pantal pantallas las origin originale aless eran eran monocr monocroma omass (naran (naranja, ja, verde, verde, amarillo) y fueron muy populares al comienzo de los 70 por su dureza y por que no necesitaban ni memoria ni circuitos para actualizar la imagen. A finales de los 70 tuvo lugar un largo periodo de caída en las ventas debido a que las memorias de semiconductores hicieron a las pantallas CRT más baratas que las pantallas de plas plasma ma.. No obst obstan ante te,, su tama tamaño ño de pant pantal alla la rela relativ tivam amen ente te gran grande de y la poca poca profundidad de su cuerpo las hicieron aptas para su colocación en vestíbulos y bolsas de valores.

LCD •

1888: Friedrich Reinitzer (1858-1927) descubre el cristalino líquido natural del colesterol extraido de zanahorias (es decir, descubre la existencia de dos puntos de fusión y la generación de colores), y publicó sus conclusiones en una reunión de la Sociedad Química de Viena sobre el 3 de mayo de 1888 (F . Reinitzer: zur Kenntniss de Cholesterins, Monatshefte für Chemie (Wien) 9, 421-441 (1888)).

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1904: Otto Lehmann publica su obra "Cristales "Cr istales líquidos".

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1911: 1911: Charle Charless Maugui Mauguin n descri describe be la estruc estructur tura a y las propie propiedad dades es de los cristales líquidos.

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1936: La compañía Marconi Wireless Telegraph patenta la primera aplicación práctica de la tecnología, "The Liquid Crystal Light Valve".

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1962 1962:: La prime primera ra gran gran publ public icac ació ión n en ingl inglés és sobr sobre e el tema tema "Est "Estru ruct ctur ura a Molecular y Propiedades de los Cristales líquidos", por el Doctor George W. Gray.

•

1962: Richard Williams de RCA encontró que había algunos cristales líquidos con interesantes características electro-ópticas y se dió cuenta del efecto electro-optico mediante la generación de patrones de bandas en una fina capa de material de cristal líquido por la aplicación de un voltaje. Este efecto

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se basa basa en una una ines inesta tabi bilid lidad ad hidr hidrod odin inám ámic ica a form formad ada, a, lo que que ahor ahora a se denomina "domimnios Williams" en el interior del cristal líquido. •

1964: En el otoño de 1964 George H. Heilmeier, cuando trabajaba en los laboratorios de la RCA en el efecto descubierto por Williams se dio cuenta de la conmutación de colores inducida por el reajuste de los tintes de dicroico en un homeotropically orientado al cristal líquido. Los problemas prácticos con este nuevo efecto electro-óptico hicieron que Heilmeier siguiera trabajando en los efectos de la dispersión en los cristales líquidos y, por último, la realización de la primera pantalla de cristal líquido de funcionamiento sobre la base de lo que él llamó la dispersión modo dinámico (DSM). La aplicación de un voltaje a un dispositivo DSM cambia inicialmente el cristal líquido transparente en una capa lechosa, turbia y estatal. Los dispositivos DSM podrían operar en modo transmisión y reflexión, pero requieren un considerable flujo de corriente para su funcionamiento.

El trabajo pionero en cristales líquidos se realizó en la década de 1960 por el Royal Radar Establishment de Reino Unido en Malvern. El equipo de RRE apoyó la labor en curso por George Gray y su equipo de la Universidad de Hull, quien finalmente descubrió la cyanobiphenyl de los cristales líquidos (que tenía unas propiedades correctas de estabilidad y temperatura para su aplicación en los LCDs). •

1970: El 4 de diciembre de 1970, la patente del efecto del campo twisted nematic en cristales líquidos fue presentada por Hoffmann-LaRoche en Suiza (Swiss patente N º 532.261), con Wolfgang Helfrich y Martin Schadt (que trab trabaj ajab aba a para para el Cent Centra rall Rese Resear arch ch Labo Labora rato torie ries) s) dond donde e figur figuran an como como inventores. Hoffmann-La Roche, entonces con licencia de la invención se la dió a la fabrica suiza Brown, Boveri & Cie, quien producia dispositivos para relojes durante los 1970's y también a la industria electrónica japonesa que pronto produjo el primer reloj de pulsera digital de cuarzo con TN, pantallas LCD y muchos otros productos. James Fergason en Kent State University presentó una patente idéntica en los EE.UU. del 22 de abril de 1971. En 1971 la compañía de Fergason ILIXCO (actualmente LXD Incorporated) produjo los primeros LCDs basados en el efecto TN , que pronto sustituyó a la mala calidad de los tipos DSM debido a las mejoras en los voltajes de operación más bajos y un menor consumo de energía. 6

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1972: La primera pantalla de matriz activa de cristal líquido se produjo en los Estados Unidos por Peter T. Brody.

Una descripción detallada de los orígenes y de la compleja historia de las pantallas de cristal líquido desde la perspectiva de una persona interna desde los primeros días ha sido publicado por Joseph A. Castellano en "Liquid Gold, The Story of Liquid Crystal Displays and the Creation of an Industry" La misma historia vista desde una perspectiva diferente se ha descrito y publicado por Hiroshi Kawamoto (The History of Liquid-Crystal Displays , Proc. IEEE, Vol. 90, N º 4, Abril de 2002 ),este documento está disponible al público en el IEEE History Center.

DLP Digital Digital Lig Light ht Proces Processin sing g (en (en espa españo ñoll "Pro "Proce cesa sado do digi digita tall de la luz" luz")) es una una tecn tecnol olog ogía ía usad usada a en proy proyec ecto tore ress y tele televi viso sore ress de proy proyec ecci ción ón.. El DLP DLP fue fue desarrollado originalmente por Texas Instruments, Instruments, y sigue siendo el único fabricante de esta esta tecnol tecnologí ogía, a, aunque aunque muchos muchos produc productos tos de merca mercado do autori autorizad zados os están están basados en sus circuitos integrados auxiliares. auxiliares . En los proyectores DLP, la imagen es creada por espejos microscópicos dispuestos en una matriz sobre un chip semiconductor, conocido como Digital Micromirror Micromirror Device (DMD). Cada espejo representa un píxel en la imagen proyectada. El número

de espejos se corresponde con la resolución de la imagen proyectada: las matrices de 800×600, 1024×768, y 1280×720 son algunos de los tamaños comunes de DMD. Estos espejos pueden ser recolocados rápidamente para reflejar la luz a través de la lente o sobre un disipador de calor (denominado descarga ligera en la terminología de Barco).

IMPACTO SOCIAL. El impacto que ha tenido en la sociedad el surgimiento del monitor ha sido muy import importan ante te desde su invenció invención n pues pues sin el uso de una comput computado adora ra seria casi imposible pues no se tendría contacto visual con la misma. Las aplicaciones del moni monito torr han han teni tenido do un gran gran impa impact cto o en gran gran vari varied edad ad de ámbi ámbito tos, s, como como la comunicación pues la televisión es un medio de comunicación enorme e importante.

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REPERCUSIONES. En el futuro los monitores, seguramente serán más pequeños, es posible que surjan muchos cambios con el paso del tiempo, actualmente estos cambios se pueden observar pues están surgiendo pantallas de plasma y LCD; posiblemente exista la posibilidad de que surjan monitores inalámbricos. La automatización cibernética está avanzando tanto que tal vez se requiera de la intervención humana en una mínima parte para concretar un trabajo. Siguen y serán siendo un eslabón importante en la educación y en el trabajo.

Dimensión Científica y Técnica FUNCIONALIDAD. La función principal de un monitor es permitirnos manejar de una manera mucho mas sencilla la computadora.

Posibles Usos y Ámbitos de Aplicación. Aplicación Escuelas Hogares Oficinas Negocios

Ejemplo En todos estos ámbitos el monitor es utilizado junto con la computadora para poder tener un manejo adecuado de la misma.

Utilidad o Frecuencia de Uso con Relación a la Satisfacción de la Necesidad Este objeto técnico va en proporción directa a la satisfacción de la necesidad que va en aumento, porque todo ser humano tiene en sus hogares, escuelas, oficinas, etc., como mínimo una computadora por lo cual cuenta también con monitores para el uso de esta.

ESTRUCTURA. 8


IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES QUE COMPONEN EL OBJETO. Como se dijo anteriormente el monitor es básicamente un tubo de rayos catodicos y a continuación se muestra la estructura de este.

N 1 2 3 4 5 6 7 8

PARTE Cátodo. Filamento calentador. Cañón de electrones. Placas de desviación. Pantalla fluorescente. Punto luminoso. Ánodos. Wehnelt.

REPRESENTACION GRAFICA.

CARACTERISTICAS DE LOS MA M ATERIALES. Origen de los Materiales.

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Materiales Inorg. Aluminio x Vidrio x

Org. Renov. No renov. Mineral Vegetal Animal x x x x

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES EMPLEADOS.

Propiedades Generales Las propiedades que dependen de la cantidad total de materia del cuerpo se llaman propiedades

generales; entre ellas están la forma, tamaño, peso, temperatura.

Propiedad Gral. Masa

Definición

Donde se manifiesta Cantidad de materia contenida en un Al pesar el monitor en una bascula.

Volumen

cuerpo. Se mide en (Kg.) Lugar ugar o ext extensi ensión ón que que ocup ocupa a un Lugar que ocupa el monitor en el cuer cuerpo po en el espa espaci cio. o. Se mide mide en espacio. (m3). El volumen no sólo depende de la cantidad de materia, sino también

Peso

Inercia

de la temperatura Fuerza de atracción gravitacional que Es la fuerza de atracción la Tierr ierra a ejer ejerce ce sobre obre todos odos los los gravitacional gravitacional que ejerce la tierra cuerpos. Es proporcional a la masa Cualidad que tienen los cuerpos de

sobre el monitor. Se manifiesta al moverse o cuando

pres preser erva varr el esta estado do,, de repo reposo so o esta en reposo. movimiento en línea recta en que se encu encuen entr tran an hast hasta a que que una una fuer fuerza za

Impenetrabilidad

externa actúe sobre ellos Imposibilidad de que dos cuerpos

El aluminio es impenetrable. impenetrable.

ocupen el mismo espacio

Divisibilidad

Porosidad

simultáneamente Propiedad que tienen los cuerpos para Improprobable Improprobable que se pudieran fraccionarse en pedazos cada vez dañar o quebrarse alguna parte con más pequeños Característica de la materia que

el trato normal. No hay porosidad porque el

consiste en presentar poros o

aluminio, su estructura atómica es

espacios vacíos

muy densa.

PROCESO DE FABRICACION. Sistemas y Técnicas de Fabricación.

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Sistema Union Recubrimiento

Conformación

Técnica

Donde se manifiesta

Ensamblado Atornillado Pintado

Ensamblar todas las partes del monitor. Atornillar algunas partes del monitor. Se pinta todo el objeto técnico para darle

Esmaltado

presentación. Se cubre con esmalte toda la pintura aplicada para

Doblado

darle brillo y protección a la pintura Se dobla el aluminio para darle forma.

Herramientas utilizadas en la fabricación del objeto.

No Descripción Características 1

Herramientas metalúrgicas electricas.

Función Doblar

y

el

aluminio,

elab elabor orar ar las las part partes es y ensamblarlas.

FUNCIONAMIENTO. El monitor es el encargado de traducir a imágenes las señales que provienen de la tarjeta gráfica. Su interior es similar al de un televisor convencional. La mayoría del espacio está ocupado por un tubo de rayos catódicos en el que se sitúa un cañón de electrones. Este cañón dispara constantemente un haz de electrones contra la pantalla, que está recubierta de fósforo (material que se ilumina al entrar en contacto con los electrones). En los monitores a color, cada punto o píxel de la pantalla está compuesto por tres pequeños puntos de fósforo: rojo, azul y verde. Iluminando estos puntos con diferentes intensidades, puede obtenerse cualquier color. 11


Ésta es la forma de mostrar un punto en la pantalla, pero ¿cómo se consigue rellenar toda la pantalla de puntos? La respuesta es fácil: el cañón de electrones activa el primer punto de la esquina superior izquierda y, rápidamente, activa los sigu siguie ient ntes es punt puntos os de la prim primer era a líne línea a hori horizo zont ntal al.. Desp Despué uéss sigu sigue e pint pintan ando do y rellenando las demás líneas de la pantalla hasta llegar a la última y vuelve a comenzar el proceso. Esta acción es tan rápida que el ojo humano no es capaz de distinguir cómo se activan los puntos por separado, percibiendo la ilusión de que todos los píxels se activan al mismo tiempo.

Fuerzas y Tipos de Energía que Causan que el Objeto Funcione.

ENERGÍA ELECTRICA

DEFINICIÓN

Donde se manifiesta

Se denomina energía

La energía utilizada para que funcione el

eléctrica a la forma de

monitor y se produzca el chorro de

energía que resulta de la

electrones.

existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico— eléctrico— y obtener trabajo. trabajo.

Principios de la Ciencia Toda máquina compuesta esta construida por máquinas simples, en este caso son las siguientes:

Principio Ley de de Oh Ohm

Donde se manifiesta El mo monitor co contiene ci circuitos tos el electricos in internos pa para su su fu funcionamiento..

Propuestas de Innovación

Propuesta Nuevas y avanzadas

Posible Aplicación Podría ser un monitor que pudiera doblarse para que ocupe menos espacio y su transporte sea mas fácil. 12


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