REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “Santiago Mariño” EXTENSIÓN CARACAS ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PROTOTIPO DE ASCENSOR DE 4 PARADAS CON CAMBIO DE VELOCIDAD Y APERTURA Y CIERRE DE PUESTAS
Autor: Quintero Romel CI. 17.881.229
Caracas, 16 Julio de 2011
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “Santiago Mariño” EXTENSIÓN CARACAS ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PROTOTIPO DE ASCENSOR DE 4 PARADAS CON CAMBIO DE VELOCIDAD Y APERTURA Y CIERRE DE PUESTAS
Autor: Quintero Romel C.I. V - 17.881.229 Trabaj Trabajoo Espec Especial ial de Grado Grado APROVA APROVADO DO en nombre nombre del Insti Institu tuto to Unive Universi rsita tario rio Politécnico “Santiago Mariño”, por el Jurado Examinador designado. En la ciudad de Caracas, a los 16 días del mes de Julio de 2011.
______________________ Abog. Lilian Cabrera
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “Santiago Mariño” EXTENSIÓN CARACAS ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
PROTOTIPO DE ASCENSOR DE 4 PARADAS CON CAMBIO DE VELOCIDAD Y APERTURA Y CIERRE DE PUESTAS
Autor: Quintero Romel C.I. V - 17.881.229 Trabaj Trabajoo Espec Especial ial de Grado Grado APROVA APROVADO DO en nombre nombre del Insti Institu tuto to Unive Universi rsita tario rio Politécnico “Santiago Mariño”, por el Jurado Examinador designado. En la ciudad de Caracas, a los 16 días del mes de Julio de 2011.
______________________ Abog. Lilian Cabrera
APROBACION DEL TUTOR En mi carácter de Tutor del Trabajo Especial de Grado titulado: PROTOTIPO DE ASC SCE ENSO SOR R DE 4 PARAD RADAS CON CON CAM CAMBIO BIO DE VEL VELOCID OCIDA AD Y APER APERTU TURA RA Y CIER CIERRE RE DE PUES PUESTA TAS, S, prese presenta ntado do por el ciudad ciudadano ano Romel Quinte Quintero ro C.I. C.I. 17.881 17.881.22 .229, 9, para para opt optar ar por el tí títu tulo lo de INGENI INGENIERO ERO ELÉCTR ELÉCTRICO ICO,, consid considero ero que este este reúne reúne los requis requisit itos os y mérit méritos os sufici suficien ente tess para para ser somet sometid idoo a presentación pública y evaluación por parte del Jurado Examinador que se designe. En la ciudad de Caracas, a los ____días del mes de _______ de ____2011.
Tutor ______________________ Abog. Lilian Cabrera
Hoy, 9 de Julio del año 2011, se reunieron los Miembros del Jurado
A PROBACION DEL TEMA _________________________________ C.I. ___________________________ _________________________________ C.I. ___________________________ _________________________________ C.I. ___________________________ Designados para evaluar el Trabajo Especial de Grado titulo “ PROTOTIPO DE ASCENSOR DE 4 PARADAS CON CAMBIO DE VELOCIDAD Y APERTURA Y CIERRE DE PUESTAS”, presentado por el ciudadano: Romel Quintero
C.I. 17.881.229
Para optar al título de Ingeniero Eléctrico, el cual reúne los requisitos para tal fin.
APROBADO:___________________ NO APROBADO: _______________________
__________________ JURADO C.I.:
__________________ JURADO C.I.: Coordinador de la Especialidad
__________________ JURADO C.I.:
ÍNDICE
CAPITULO I EL PROBLEMA 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 OBJETIVO GENERAL 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 1.5 LIMITACIONES CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN 2.2 BASES TEÓRICAS 2.2.1 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN ASCENSOR 2.2.2 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD 2.2.3 MECANISMOS 2.2.4 ALGORITMOS DE MANIOBRAS 2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS 2.4 SISTEMA DE HIPÓTESIS 2.5 SISTEMA DE VARIABLES CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO 3.1 NIVEL DE INVESTIGACIÓN 3.1.1 Investigación descriptiva 3.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 3.2.1 Investigación de Campo 3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA 3.3.1 Población 3.3.2 Muestra 3.3.2.1 Muestreo Estratificado 3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 3.5 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
CAPITULO I EL PROBLEMA 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Desde la invención de la electricidad el hombre, buscaba, busca y buscará nuevas formas que le permitan mejorar su calidad de vida. Las maquinas, son pruebas de ello, ya que proporcionan la fuerza laboral, que deberían realizar animales o las propias personas, para ejecutar cualquier actividad física que requiera velocidad y fuerza. En Venezuela tenemos una cantidad importante de tecnología en el área eléctrica, pero existen problemas dentro de las universidades ya que, no existen los diferentes dispositivos que permitan a los estudiantes de Ing. Eléctrica mantenerse a la vanguardia de los adelantos tecnológicos existentes en nuestro país. Dentro de estos adelantos sería interesante disponer en el IUPSM- Extensión Caracas de un modulo capaz de simular de manera didáctica el comportamiento real de un ascensor y que pueda ser parametrizado en cada una de sus etapas.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
•
Determinar las características estructurales para la implementación de un modulo capaz de simular el comportamiento real de un ascensor.
•
Determinar los elementos necesarios para garantizar un eficiente desempeño del prototipo de ascensor.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar y construir un modulo capaz de simular el comportamiento real de un ascensor de 4 paradas con cambio de velocidad y apertura y cierre de puertas.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Determinar las características estructurales del lugar donde será instalado el módulo.
•
Cuantificar los materiales necesarios para construir la parte física del prototipo.
•
Realizar la programación del microcontrolador 16f84A con los parámetros necesarios para realizar las maniobras de control necesarias para hacer que el ascensor funcione normalmente.
•
Efectuar las pruebas finales.
1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Es notoria la importancia de esta investigación ya que, con solo mencionar su nombre y entender que, es difícil imaginar que sería el mundo sin ascensores que llegan a complementar sin duda la eficiencia que poseen los edificios sean comerciales o residenciales. Estos equipos pueden interactuar en cualquiera de estas edificaciones y además, pueden funcionar como montacargas lo que aumenta su versatilidad.
Con todo lo antes expuesto seria casi una necesidad que un futuro egresado del IUPSM en la carrera de ING. Eléctrica comprendiera como es el comportamiento tanto teórico como practico de un ascensor. Puesto que las posibilidades de encontrarlos en el compa laboral es considerablemente alta, y prescindir de estos conocimientos nos colocan en clara desventaja con otros centros de formación académicos.
1.5 LIMITACIONES
La vida nos enseña que durante el transcurso de esta surgen algunas dificultades, que deben ser sorteadas para alcanzar las metas planteadas. Pues bien, esta no es la excepción, ya que las 18 semanas que forman el total de horas de la cátedra es sin duda una de las más altas proezas a realizar, porque terminar los primeros tres capítulos en tan corto es bastante difícil y a eso se agrega que lo estoy trabajando de forma individual lo cual complica aún más la situación. Por otra parte, la idea principal que era trabajar con un equipo real, debió ser desechada ya que no se conto con la aprobación del ingeniero encargado de la obra, lo que llevo a la necesidad de replantear el titulo y con este, toda la tesis completa. En otro orden de ideas y es mi opinión personal el problema es aún más complejo de lo que parece ya que si analizamos al detalle el pensum de estudio, metodología I se cursa en el primer semestre y luego seis semestres después nos encontramos con esta cátedra. Ese periodo tan largo de tiempo contribuye a que el estudiante olvide los fundamentos metodológicos tan necesarios para llevar a término la ejecución de esta ardua pero bonita experiencia.
CAPITULO II MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Después de la Revolución Industrial, muchas empresas e instituciones educativas se han motivado a construir y mejorar diseños de módulos didácticos para beneficiar el aprendizaje de trabajadores que necesitan la capacitación y adiestramiento necesario y suficiente para aumentar la productividad y calidad en sus productos terminados. Hoy en día, algunos institutos universitarios, sabiendo lo costoso que sería comprar módulos didácticos para agilizar el aprendizaje de sus alumnos, optan por ser ellos mismo quienes diseñen y construyan dichos módulos, los mismos tienen como función obtener conocimientos que pueda servir para preparar al estudiante para trabajos futuros en el campo laboral. A continuación se presentarán dos trabajos anteriores que guarda estrecha relación con nuestra tesis ficticia debido a que dentro de su estructura interviene el control de un ascensor como parte esencial de elaboración. Duque (2009) en su trabajo de tesis de grado presentado en el IUPSM, núcleo caracas realizo una interfaz biotecnica para controlar un sistema motorizado haciendo uso de un microcontrolador PIC y también un inversor de giro con puente en H. Esto es relevante porque el tesista realizo un equipo que brinda un servicio y en él está presente en control con micro y otras aplicaciones presentes en nuestro trabajo de tesis de grado. Moncada (2006) en su trabajo de tesis de grado presentado en el IUPSM, núcleo caracas hace un análisis del control lógico de un motor eléctrico de corriente continua mediante un micro 16F84. Este trabajo guarda relación ya que será un micro similar 16F84A el que utilizare para la tesis y además se utilizará motores de corriente continua.
2.2 BASES TEÓRICAS
Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar personas o bienes entre diferentes niveles. Puede ser utilizado ya sea para ascender o descender en un edificio o una construcción subterránea. Se conforma con partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro de movilidad
2.2.1 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN ASCENSOR
2.2.1.1 CABINA La cabina es el elemento portante del sistema de ascensores. Está formada por dos partes: el bastidor o chasis y la caja o cabina. En sus extremos inferior o superior, según necesidades; se encuentra el sistema de paracaídas, ya sea instantáneo o progresivo. Este sistema libera unas cuñas contra las guías para frenar la cabina en caso de que baje a más velocidad de la permitida por el limitador de velocidad, impidiendo que la cabina pueda caer libremente incluso en el caso de que se partieran todos los cables que sujetan la cabina. En los ascensores de la actualidad y según normativa de cada país o región también frena en subida, es decir cuando la cabina sube. 2.2.1.2 GRUPO TRACTOR EN LOS ASCENSORES ELECTRO-DINÁMICOS Los grupos tractores para ascensores están formados normalmente por un motor acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia. 2.2.1.3 MANIOBRAS DE CONTROL El control de los sistemas de ascensores funciona mediante sistemas electrónicos, encargados de hacer funcionar la dirección de movimiento de la cabina y de seleccionar los pisos en los que esta deba detenerse. Actualmente, los controles de ascensores funcionan con microprocesadores electrónicos que mediante algoritmos de inteligencia artificial determinan la forma de administrar la
respuesta a los pedidos de llamadas coordinando los distintos equipos para trabajar en conjunto. Los cuadros de maniobra actuales tienen un sistema de información de errores, que en caso de avería muestran en un display el código de error de tal forma que el mecánico del ascensor sabe cuál ha sido el motivo de que el ascensor se haya parado. Hay que tener en cuenta de que un ascensor cuenta con múltiples dispositivos de seguridad para evitar cualquier riesgo de accidentes y en cuanto cualquier dispositivo falla el ascensor quedará automáticamente parado. Cualquier ascensor por antiguo que sea tiene contactos en las puertas exteriores, puertas de cabina, contacto de rotura de cables (actualmente ya no se montan), contacto de disparo de polea del limitador superior, contacto de aflojamiento de cable en polea de limitador inferior, contacto de acuñamiento en cabina, etc. etc. En cuanto cualquiera de estos contactos falle el ascensor se parara indicando el contacto o dispositivo que ha fallado.
2.2.2 DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD
La seguridad del sistema es un elemento clave en los ascensores. Para maximizarla se emplean varios dispositivos específicos:
2.2.2.1 ENCLAVAMIENTO ELECTROMECÁNICO DE LAS PUERTAS En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina. Todas las cerraduras, una en cada rellano, tienen un fleje o un brazo con una ruedita, que al ser oprimido permite el destrabe de la puerta, y sólo cuando está mecánicamente trabada mediante el gancho de doble uña, queda habilitada la parte eléctrica que permite el movimiento del ascensor. Hay dos tipos de mecanismos que permiten abrir las puertas exteriores cuando la cabina llega a planta. En los ascensores antiguos hay un elemento llamado electroleva que es el encargado de oprimir el fleje de la puerta del piso de destino. Esta electroleva es retráctil, es decir, viaja con la cabina retraído para no oprimir los flejes de cada piso por el que va pasando (lo que permitiría la apertura de cada una de las puertas y la detención del ascensor), por lo que sólo cuando el control de maniobras le indica mediante una señal eléctrica que la cabina se encuentra en la parada pertinente, la electroleva se expande y acciona el fleje de la puerta correspondiente. El proceso inverso se da cuando el ascensor es requerido desde otro sitio: la electroleva se retrae antes de la partida y sólo se expande al llegar a él. En los ascensores modernos hay otro tipo de mecanismos. Si las puertas exteriores son automáticas, es decir se abren por sí mismas, una de las hojas de cabina lleva instalado
un patín retráctil que abre la puerta exterior al mismo tiempo que abre la interior de la cabina. Si las puertas exteriores son manuales o semi-automáticas (las abre la persona que va a entrar en el ascensor y se cierran solas), las puertas de cabina incorporan un patín que empuja la polea de la cerradura para permitir abrir la puerta exterior.
2.2.2.2 PARACAÍDAS DE ROTURA O DESEQUILIBRIO DE CABLES DE TRACCIÓN (A. ELECTRO-DINÁMICOS) Existen instantáneos y también progresivos, para ascensores de alta y media velocidad. Consiste en un sistema de palancas cuyo movimiento acciona unas cuñas o rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías (caja de cuñas). Cuando se da la caída de la cabina o sobrepasa la velocidad nominal, las guías son mordidas por las cuñas o rodillos y se produce la detención de la cabina. 2.2.2.3 LIMITADOR DE VELOCIDAD (GOBERNADOR DE VELOCIDAD)
(A.
ELECTRO-DINÁMICOS)
Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina, y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. El cable acompaña a la cabina en todo momento y es absolutamente independiente de los cables de tracción, es decir, no interviene en la sujeción de la cabina y el contrapeso. En la polea superior del limitador se produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de dicha polea (y por tanto la de la cabina) supera el 25% de la velocidad nominal. El cable limitador activa el sistema de palancas, llamado paracaídas. Asimismo incorpora un contacto eléctrico tanto en el mecanismo de acuñamiento de la cabina como en la polea superior que corta la serie principal para evitar que el motor siga funcionando una vez que la cabina ha quedado "clavada" a las guías mediante el mecanismo de acuñamiento. 2.2.2.4 FINALES DE CARRERA Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso.
2.2.2.5 DISPOSITIVO DE PARADA DE EMERGENCIA Interrumpe la maniobra, corta la alimentación del grupo tractor y actúa el freno. Permite la detención del ascensor dejando sin efecto los mandos de cabina y pisos. Normalmente deja bajar la cabina en la parada más baja. Si nos referimos al STOP o PARADA normalmente debe dejar parar la cabina en la paradas siguiente tanto hacia arriba como abajo. Este sistema de emergencia también se puede denominar "Rescata-
matic". En ascensores antiguos, la pulsación del botón de PARADA o STOP, producía una detención instantánea de la cabina, pudiendo el viajero quedar atrapado entre dos pisos sin posibilidad de salida. En los modelos actuales, este botón ha dejado de existir en los tableros de cabina, quedando únicamente el botón de alarma como dispositivo de emergencia en manos del usuario.
2.2.2.6 TIMBRE DE ALARMA Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado. 2.2.2.7 LUZ DE EMERGENCIA Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido. Debe existir una fuente de socorro, de recarga automática que sea capaz de alimentar al menos una lámpara de un vatio durante una hora, en el caso de interrupción de la corriente de alimentación del alumbrado normal. El alumbrado de emergencia debe conectarse automáticamente desde que falle el suministro del alumbrado normal. 2.2.2.8 SISTEMA DE PESACARGAS En los ascensores modernos suele instalarse un dispositivo llamado pesacargas. La función de este elemento es evitar que el ascensor mueva más peso del máximo permitido, evitando así el desgaste excesivo del grupo tractor y los frenos. Hay varios tipos de sistema de pesacargas y en la actualidad todos ellos son digitales por lo que tienen una exactitud bastante elevada. En ascensores antiguos a los que quiera adaptarse un sistema de pesacargas, se suele emplear un sistema que consta de unos sensores que se adaptan en los cables de tracción y una centralita que recoge la información dada por los sensores. Esta centralita está conectada a su vez a la caja de revisión del ascensor por lo que el cuadro de maniobra sabe en cada momento si el ascensor tiene más peso del permitido. En los ascensores nuevos, el sistema es parecido, pero los sensores se colocan entre el suelo de la cabina y el chasis, permitiendo una exactitud aun mayor. Los cuadros de maniobra tienen 3 estados diferentes en lo que al pesacargas se refiere: Normal: La cabina tiene menos peso del permitido por lo que todos los sistemas funcionaran normalmente Completo: El ascensor ha llegado al peso máximo permitido, por lo que el cuadro de maniobra permitirá a la cabina hacer el viaje programado, pero no permitirá que nadie más entre en la cabina hasta que no baje uno de los pasajeros o carga. En caso de ascensores con maniobra selectiva (el ascensor va recogiendo pasajeros segun suba o
baje) no parara en ninguna planta hasta que el estado del pesacargas vuelva a estar en estado normal, es decir hasta que alguna persona o carga salga de la cabina Exceso de carga: El ascensor no permitirá ningún viaje hasta que alguna persona o algún bulto salga de la cabina. En este caso suele haber una indicación luminosa y sonora que indica el estado de exceso de carga. Las puertas no cerraran y el ascensor no se moverá hasta que vuelva al estado normal. 2.2.3 MECANISMOS La construcción y característica de los grupos tractores y de los motores con que estos van equipados, varían según sea la velocidad nominal del ascensor y del servicio que deben prestar 2.2.3.1 ASCENSOR DE TRACCIÓN ELÉCTRICO Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra. El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevador con alta exigencia de comfort (hospitales, hoteles) o elevador que sirven más de 6 pisos.
2.2.3.2 UNA VELOCIDAD Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no mayores de 0,7 m/s, por lo general eran colocados en ascensores de viviendas de 300 kg y 4 personas. Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. En muchos países está prohibida su instalación para nuevos ascensores por su imprecisión en la parada. 2.2.3.3 DOS VELOCIDADES Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera se obtiene con una velocidad de nivelación baja un frenado con el mínimo de error (aproximadamente 10 mm de error) y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos.
2.2.3.4 VARIACIÓN DE FRECUENCIA La aceleración en la arrancada y la deceleración antes de que actúe el freno se llevan a cabo mediante un variador de frecuencia acoplado al cuadro de maniobra. El freno actúa cuando el ascensor está prácticamente parado y se consigue así una nivelación y un confort que superan incluso los del sistema de dos velocidades.
2.2.3.5 ASCENSOR HIDRÁULICO U OLEODINÁMICO En los ascensores hidráulicos el accionamiento se logra mediante un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por unas válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se deja vaciar el pistón del aceite mediante una válvula con gran pérdida de carga para que se haga suavemente. De este modo el ascensor oleodinámico solamente consume energía en el ascenso. Por el contrario, la energía consumida en el ascenso es cuatro veces superior a la que consume el ascensor electromecánico, por lo que el resultado es que, por término medio, consumen más o menos el doble que éstos. El grupo impulsor realiza las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos, y el cilindro con su pistón la conversión de la energía del motor en movimiento. El fluido utilizado como transmisor del movimiento funciona en circuito abierto, por lo que la instalación necesita un depósito de aceite. La maquinaria y depósito de este tipo de ascensor pueden alojarse en cualquier lugar, situado a una distancia de hasta 12 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades para instalar este ascensor en emplazamientos con limitación de espacio.
Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque son los más indicados para instalar en edificios sin ascensor. 2.2.3.6 ASCENSOR SIN CUARTO DE MÁQUINAS Actualmente se está generalizando el ascensor eléctrico sin cuarto de máquinas o MRL (Machine Room Less). Las ventajas desde el punto de vista arquitectónico son claras: el volumen ocupado por la sala de máquinas de una ejecución tradicional desaparece, ahorrando los costes de la tradicional sala de máquinas, pudiendo ser aprovechada para otros fines o haciendo posible que se pueda llegar con el ascensor hasta la terraza o planta más alta donde anteriormente se situaba la sala de máquinas. En este tipo de ascensores se suelen utilizar motores gearless de imanes permanentes, accionados mediante una maniobra con control por variador de frecuencia, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada directamente fijada a las guías, que están ancladas
a cada forjado. Con ello, las cargas son transferidas al foso en lugar de transmitirse a las paredes del hueco, evitando así vibraciones y molestias a las viviendas adyacentes. 2.2.3.7 ASCENSORES TWIN (GEMELOS) La empresa alemana ThyssenKrupp Elevator es el primer fabricante de ascensores en inventar e implantar un sistema de dos cabinas viajando independientemente en un mismo hueco de ascensor. Gracias a un extraordinario trabajo de ingeniería y un avanzado sistema de control, con un concepto de alta seguridad, es posible que operen las dos cabinas de forma independiente, creándose inmensos beneficios potenciales para su uso en nuevas instalaciones y en modernizaciones de edificios. El corazón del sistema es un control de selección de destino, capaz de asignar de manera inteligente a cada ascensor las llamadas de los distintos pisos. Cuando un usuario llama a un ascensor desde el pasillo, antes de que el pasajero entre en el ascensor, recoge la información de la planta en la que está y de la planta a la que se dirige y le asigna el ascensor más adecuado para su trayecto. La principal ventaja de este sistema, es que incrementa la capacidad de transporte de los elevadores del edificio, utilizando un menor volumen de construcción y de espacio. 2.2.4 ALGORITMOS DE MANIOBRAS Para lograr un funcionamiento más eficaz, los sistemas de ascensores poseen una memoria que almacena los pedidos de llamada y los atienden priorizando las peticiones que están en dirección al coche, según distintos algoritmos de funcionamiento: 2.2.4.1 COLECTIVA DESCENDENTE Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen un solo botón. En subida: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina, pero no atiende ninguna llamada de piso, salvo la del piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros. Una vez llegada la cabina al último piso cuya llamada haya sido registrada, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección. En bajada: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos, que supone son de bajada, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención. En caso de que el ascensor disponga de dispositivo pesacargas el ascensor no parara en las plantas intermedias si la cabina tiene la carga completa 2.2.4.2 COLECTIVA ASCENDENTE-DESCENDENTE Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen dos botones, uno para pedidos de subida y otro para bajada.
En subida: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina y también en los pedidos de piso marcados como subida, pero no los de bajada. Al llegar al piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros o desde los rellanos, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección. En bajada: el ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos en bajada pero no los de subida, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención.
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
Conversor análogo/digital: Dispositivo que convierte una señal analógica en una señal digital (1 y 0).
Señal digital binaria: Sólo toma valores de 1 y 0. El PC sólo envía y/o recibe señales digitales.
Sistema de control en lazo cerrado: Continuamente está monitoreando la señal de salida para compararla con la señal de referencia y calcular la señal de error, la cual a su vez es aplicada al controlador para generar la señal de control y tratar de llevar la señal de salida al valor deseado. También es llamado control realimentado.
2.4 SISTEMA DE HIPÓTESIS
Según Fidias por el tipo de investigación esta tesis no amerita el sistema de hipótesis pero se deja abierta la posibilidad de que en un futuro o por los avances del trabajo pueda ser requerida dicho punto.
2.5 SISTEMA DE VARIABLES
Tabla Nº 1: Sistema de variables Variables del ascensor
Dimensiones Laboratorio de Electrónica
Ubicación
Indicadores •
•
•
•
Tipos de microcontrolador
• • •
Control
•
•
Tipo de fuente Salida de potencia a los motores
•
• • •
•
Tamaño del equipo
•
•
Partes Mecánicas •
Cabina
• • •
•
Engranajes
• •
Al lado de las computadoras En el mesón de los trabajos. Varía dependiendo de la frecuencia de uso. 16F84 16F84A Conmutada Con salida fija 12 vdc
Puente en H CI(driver) 50 cm desde el foso hasta la sala de maquina La Distancia entre pisos es de 10 cm Metálica Madera Fibra de vidrio Tamaño 10 cm Plásticos Aleación
Fuente: El autor (2011)
CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se hace referencia a la metodología de la Tesis Grado ficticia, donde se incluye el tipo de investigación y el diseño del estudio, la población y muestra. Al asumir la responsabilidad de la realización que tiene el trabajo de investigación, es necesario considerar las características de misma lo cual conduce a tomar en cuenta ciertos aspectos que enmarcan el tipo de la misma, los cuales se clasifican según diferentes tendencias metodológicas y criterios propios de los investigadores.
3.1 NIVEL DE INVESTIGACIÓN
Según Arias F. (1997, P50) El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno. Aquí se indicará si se trata de una investigación exploratoria, descriptiva o explicativa. En cualquiera de los casos es recomendable justificar el nivel adoptado.
3.1.1 Investigación descriptiva
Tiene características de investigación descriptiva. Según Arias F. (1997, P51), “consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno o grupo con el fin de establecer su estructura o comportamiento”. En el desarrollo de esta investigación se determina las características estructurales y operacionales que conducirán al desarrollo del prototipo de ascensor.
3.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
El diseño de la investigación según Arias F. (1997, p.52), “se refiere a las estrategias que adopta el investigador para responder al problema planteado” haciendo referencia al diseño esta investigación se ubica en las siguientes categorías: Investigación Documental, Investigación de Campo o Investigación Experimental. Para este caso en particular el diseño corresponde con una investigación de campo.
3.2.1 Investigación de Campo
Según Arias F. (1997, p.52), “consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna”. En este punto se observaron distintos tipos de ascensores de los cuales se tomo uno en particular por ofrecer las mejores características de diseño y que puede ser utilizado como referencia para realizar el prototipo de ascensor.
Se busco en toda el área de caracas donde tengo acceso a inspeccionar los ascensores para determinar que características se pueden reproducir en el simulador de manara que el mismo sea lo más parecido con la realidad y que incluya las funciones básicas de un ascensor real.
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA
Para esta tesis ficticia nos basaremos en Arias F. (1997, p.55), La población o universo se refiere al conjunto para el cual serán válidas las conclusiones que se obtengan: a los elementos o unidades (personas, instituciones o cosas) involucradas en la investigación. La muestra es un "subconjunto representativo de un universo o población."
3.3.1 Población Para nuestro caso específico la población serán todos los estudiantes de las carreras: electricidad, electrónica. Ya que cualquiera de ellos puede hacer uso de dispositivo.
3.3.2 Muestra
Para tomar la muestra se hará uso de un tipo de muestreo probabilístico, que según Arias F. (1997, p.57), es el proceso en el que se conoce la probabilidad que tiene cada elemento de integrar la muestra. Esto es importante para determinar la necesidad que tienen los estudiantes de conocer el funcionamiento del ascensor y si este mejorará la calidad de educación que tendrán los bachilleres que utilicen este equipo.
3.3.2.1 Muestreo Estratificado Según Arias F. (1997, p.57), consiste en dividir la población en subconjunto o estratos cuyos elementos poseen características comunes. Así los estratos son homogéneos interesante. Así pues se tomará a 5 estudiantes de cada especialidad y se les pedirá que llenen una pequeña encuesta donde se recabará información importante.
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Según Arias F. (1997, p.60), Las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información. Son ejemplos de técnicas; la observación directa, la encuesta en sus dos modalidades (entrevista o cuestionario), el análisis documental, análisis de contenido, etc. Los instrumentos son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información. Ejemplo: fichas, formatos de cuestionario, guías de entrevista, grabadores, escalas de actitudes u opinión (tipo likert), etc. En este aparte se indicarán las técnicas e instrumentos que serán utilizados en la investigación.
Para la recolección de datos en esta tesis ficticia nos apoyaremos en la observación directa y en una encuesta que nos proporcionará algunos datos interesantes acerca de algunos puntos de interés para el tesista y también conoceremos las inquietudes del alumnado. La observación Según José A Avilez M (2005, p64), Una técnica útil para el observador en su progreso de investigación, consiste en observar a las personas cuando efectúan su trabajo. Como técnica de investigación, la observación tiene amplia aceptación científica. Los ingenieros industriales utilizan extensamente ésta técnica con el fin de estudiar a las personas en sus actividades de grupo y como miembros de la organización. El propósito de la organización es múltiple: permite al analista determinar que se está haciendo, como se está haciendo, quien lo hace, cuando se lleva a cabo, cuánto tiempo toma, dónde se hace y por qué se hace. "¡Ver es creer! Observar las operaciones le proporciona al analista hechos que no podría obtener de otra forma. Tipos de Observación Se puede observar de tres maneras básicas. Primero, puede observar a una persona o actitud sin que el observado se dé cuenta y su interacción por aparte del propio analista. Quizá esta alternativa tenga poca importancia para el análisis de sistemas, puesto que resulta casi imposible reunir las condiciones necesarias. Segundo, el analista puede observar una operación sin intervenir para nada, pero estando la persona observada enteramente consciente de la observación. Por último, puede observar y a la
vez estar en contacto con las personas observas. La interacción puede consistir simplemente en preguntar respecto a una tarea específica, pedir una explicación, etc. Preparación para la observación 1. Determinar y definir aquella que va a observarse. 2. Estimular el tiempo necesario de observación. 3. Explicar a las personas que van a ser observadas lo que se va a hacer y las razones para ello. Conducción de la observación 1. Familiarizarse con los componentes físicos del área inmediata de observación. 2. Mientras se observa, medir el tiempo en forma periódica. 3. Anotar lo que se observa lo más específicamente posible, evitando las generalidades y las descripciones vagas. 4. Si se está en contacto con las personas observadas, es necesario abstenerse de hacer comentarios cualitativos o que impliquen un juicio de valores. 5. Observar las reglas de cortesía y seguridad.
Encuesta Según Manuel García Ferrando “Prácticamente todo fenómeno social puede ser estudiado a través de las encuestas”. Sustentado en cuatro razones principales: 1. Las encuestas son unas de las escasas técnicas de que se dispone para el estudio de las actitudes, valores, creencias y motivos. 2. Las técnicas de encuestas se adaptan a todo tipo de información y a cualquier población. 3. Las encuestas permiten recuperar información sobre sucesos acontecidos a entrevistados. 4. Las encuestas permiten estandarizar los datos para un análisis posterior, obteniendo gran cantidad de datos a un precio bajo y en un periodo de tiempo corto. Existen cuatro grandes etapas en el trabajo con encuestas: 1. Definir el objeto de la encuesta: formulando con precisión los objetivos a conseguir, desmenuzando el problema a investigar, eliminando lo superfluo y centrando el contenido de la encuesta, delimitando, si es posible, las variables intervinientes y diseñando la muestra. Se incluye la forma de presentación de resultados así como los costos de la investigación. 2. La formulación del cuestionario: es fundamental en el desarrollo de una investigación, debiendo ser realizado meticulosamente y comprobado antes de pasarla a la muestra representativa de la población.
3. El trabajo de campo: que consiste en la obtención de los datos propiamente tal. 4. Obtener los resultados: Es decir, procesar, codificar y tabular los datos obtenidos para que luego sean presentados en el informe y que sirvan para posteriores análisis. Las encuestas se pueden clasificar atendiendo al ámbito que abarcan, a la forma de obtener los datos y al contenido, de la siguiente manera: 1. Encuestas exhaustivas y parciales: Se denomina exhaustiva cuando abarca a todas las unidades estadísticas que componen el colectivo, universo, población o conjunto estudiado. Cuando una encuesta no es exhaustiva, se denomina parcial. 2. Encuestas directas e indirectas: Una encuesta es directa cuando la unidad estadística se observa a través de la investigación propuesta registrándose en el cuestionario. Será indirecta cuando los datos obtenidos no corresponden al objetivo principal de la encuesta pretendiendo averiguar algo distinto o bien son deducidos de los resultados de anteriores investigaciones estadísticas. 3. Encuestas sobre hechos y encuestas de opinión : Las encuestas de opinión tienen por objetivo averiguar lo que el público en general piensa acerca de una determinada materia o lo que considera debe hacerse en una circunstancia concreta. Las encuestas sobre hechos se realizan sobre acontecimientos ya ocurridos, hechos materiales. Una manera de clasificar a las preguntas es por la forma de su respuesta: 1. Preguntas cerradas: que consiste en proporcionar al sujeto observado una serie de opciones para que escoja una como respuesta. Tienen la ventaja de que pueden ser procesadas más fácilmente y su codificación se facilita; pero también tienen la desventaja de que si están mal diseñadas las opciones, el sujeto encuestado no encontrará la opción que él desearía y la información se viciaría. Una forma de evitar esto es realizar primero un estudio piloto y así obtener las posibles opciones para las respuestas de una manera más confiable. También se consideran cerradas las preguntas que contienen una lista de preferencias u ordenación de opciones, que consiste en proporcionar una lista de opciones al encuestado y éste las ordenará de acuerdo a sus interés, gustos, etc. 2. Preguntas abiertas: que consisten en dejar totalmente libre al sujeto observado para expresarse, según convenga. Tiene la ventaja de proporcionar una mayor riqueza en las respuestas; mas, por lo mismo, puede llegar a complicar el proceso de tratamiento y codificación de la información. Una posible manera de manipular las preguntas abiertas es llevando a cabo un proceso de categorización, el cual consiste en estudiar el total de respuestas abiertas obtenidas y clasificarlas en categorías de tal forma que respuestas semejantes entre sí queden en la misma categoría. En la fase de observación me percate de que en ningún laboratorio había algún dispositivo con características similares a lo que yo tenía en mente, luego se busco algún equipo que pudiera ser utilizado como modelo y con este, poder desarrollar un dispositivo capaz de simular bajo condiciones de laboratorio los rasgos básicos que permiten los movimientos y accionamientos de una ascensor real. Que tuviera cambio
de velocidad, apertura y cierre de puerta y las seguridades básicas que posee un ascensor real. Para la encuesta se tomaron a los estudiantes de electricidad y electrónica y se les realizo una encuesta con preguntas concretas para conocer sus inquietudes y si dicho trabajo de verdad seria un aporte significativo para el aprendizaje integral de los alumnos egresados de nuestra alma mater.
3.5 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
Según Arias F. (1997, p.65), En este punto se describen las distintas operaciones a las que serán sometidos los datos que se obtengan: clasificación, registro, tabulación y codificación si fuere el caso. En lo referente al análisis, se definirán las técnicas lógicas (inducción, deducción, análisis, síntesis), o estadísticas (descriptivas o inferenciales), que serán empleadas para descifrar lo que revelan los datos que sean recogidos. La técnica de análisis de datos representa la forma de cómo será procesada la información recolectada, esta se puede procesar de dos maneras cualitativa o cuantitativa, en esta ocasión se utilizará la forma cuantitativa para las encuestas que se le hará a los estudiantes del Santiago Mariño de las carreras de electricidad y electrónica. Según Sabino el análisis cuantitativo se define como: “una operación que se efectúa, con toda la información numérica resultante de la investigación. Esta, luego del procesamiento que ya se le habrá hecho, se nos presentará como un conjunto de cuadros y medidas, con porcentajes ya calculados” (p.451). Esto permitirá sacar porcentajes y representar gráficamente los resultados de los datos obtenidos para tener la información ordenada con representaciones visuales que nos permitan su posterior estudio. UPEL (2001), “el análisis cualitativo es una técnica que indaga para conseguir información de sujetos, comunidades, contextos, variables o ambientes en profundidad, asumiendo una actitud absorta y previniendo a toda costa no involucrar sus afirmaciones o práctica” (p 56). Para poder entender los datos que se procesarán de una forma cuantitativa, se le tendrá que hacer un posterior análisis cualitativo para poder lograr razonar el porqué de los resultados arrojados por dicho estudio cuantitativo de cada una de las preguntas hechas en las encuestas. Esto permitirá tener una idea más clara de lo que se tendrá que hacer para lograr los objetivos propuestos. A continuación se presentarán los resultados obtenidos de las 20 encuestas realizadas, de allí que se evaluara cada pregunta por separado y se realizará una pequeña explicación de cada una de ellas:
Es evidente que solo el 25% de la muestra tiene conocimientos acerca del funcionamiento real de un ascensor, lo que significa que la gran mayoría de las personas encuestadas desconoce el principio funcionamiento de dicho equipo, esto puede ser un problema considerando que las personas encuestadas son futuros y futuras ingenieros eléctricos y electrónicos.
El este ítem el 80% del total de los encuestado opino que no se cuenta con los equipos necesarios para realizar las practicas, mientras que un 15% opina que algunas veces es posible completar las actividades de la cátedra, mientras que tan solo un 5% opina de manera afirmativa con respecto a la interrogante planteada.
