A model for mechatronics design with embedded micro-controllers

A model for mechatronics design with embedded micro-controllers

1. 2 STRUCTURE OF THE MECHATRONIC SYSTEMS FROM THE POINT OF VIEW OF THEIR CONSTRUCTIVE COMPLEXITY.

   • El Sistema Mecatrónico (MS) tiene complejidad constructiva para cumplir su propósito.
   • Está formado por componentes básicos ("Elementos Base") como tornillos, resistencias, etc.
   • Los Elementos Base son indivisibles en análisis, ignorando efectos menores, y generan niveles superiores del sistema.
   • La estructura del MS incluye elementos base, mecanismos, máquinas, equipos y sistemas, cada uno formado por la interacción de los anteriores.

2. MECHATRONIC SYSTEM MODEL

   • Static Process
     • Los procesos estáticos del MS se refieren a su estado estacionario o equilibrio dinámico, donde no hay cambios en sus elementos, aunque no alcanza el equilibrio estático. Estos procesos incluyen partes fundamentales.
       • El entorno, el límite, la entrada y la salida.
         • El entorno del MS es todo fuera de su límite. Se conecta a través de intercambios de masa, energía e información para mantener el orden. Sus límites incluyen aspectos físicos, temporales, sociales y psicológicos. La eficiencia del MS depende de estos intercambios.
       • Transformación
         • Durante la transformación, las entradas de masa, energía e información se convierten en productos para retornar al entorno. El proceso implica tres tipos de tareas: primarias (para lograr el propósito), secundarias (enfocadas en la ejecución de las tareas primarias) y de coordinación (garantizan una conexión efectiva entre los elementos del sistema). Se necesitan sistemas de almacenamiento de masa, energía e información.

3. The Dynamic processes

   • Durante su operación, las partes del MS interactúan dinámicamente. Los procesos clave son: 1) Codificación de la información, 2) Tendencia a la estabilidad, 3) Tendencia al desorden, 4) Equifinalidad.

4. The progress and evolution in MS

   • El progreso en el MS implica subdividir acciones en partes especializadas para mantener la estabilidad y adaptarse. Se refleja en mejoras y nuevos diseños, siguiendo el principio de Mecanización Progresiva. Se pasa de regulaciones primarias a disposiciones físicas más eficientes, aunque menos versátiles. La centralización progresiva aumenta la unificación, pero también surgen procesos de individualización y segregación. Se priorizan las interacciones dinámicas sobre el control y los elementos especializados.

5. THE EMBEDDED MICRO-CONTROLLERS INSIDE THE MECHATRONICS SYSTEM MODEL

   • En este modelo, los microcontroladores integrados realizan tareas secundarias y de coordinación, transfiriendo, procesando y controlando información entre los subsistemas. Por ejemplo, en un vehículo guiado automático, las tareas se programan en una estación principal y se transfieren al vehículo mediante comunicación infrarroja. En sistemas más complejos, como un robot de cuatro patas o una mano mecánica teleoperada, se utilizan múltiples microcontroladores para dividir las tareas de forma eficiente.