Sensors, controladors i actuadors

Classifica aquests components en sensors, actuadors i controlador: un sensor de llum (LDR), un motor, un brunzidor, una placa microcontroladora, un polsador i un servomotor. Justifica cada classificació amb el que fa el component.

Classifica aquests elements en sensors o actuadors i justifica cada decisió: micròfon, altaveu, càmera, bombeta, sensor de moviment i relé que encén un motor.

Un company de classe afirma: «Per saber amb total seguretat si la porta d'un garatge ha arribat al final del seu recorregut en tancar-se, és molt millor utilitzar una fotoresistència (LDR) que un final de cursa mecànic, perquè en ser analògica ens dóna infinits valors i molta més informació que un simple sensor digital de tot o res».

1. a) Rebat tècnicament aquesta afirmació: explica dos problemes reals de funcionament o fiabilitat que provocaria la LDR en aquesta tasca enfront del final de cursa.
2. b) Justifica per què el sensor digital resulta superior en aquest cas específic tot i aportar menys dades.
3. c) Dissenya una funció a la mateixa porta automàtica on l'ús de la LDR sí que sigui l'opció adequada i el final de cursa resulti inútil.

Un aparcament compta els cotxes amb un sensor a l'entrada i un altre a la sortida. Dissenya la lògica del controlador per saber quantes places queden lliures i què ha de mostrar el panell de l'entrada quan s'omple.

La figura mostra un sistema de control amb realimentació, amb el punt de comparació marcat amb ?. Explica quins dos valors es comparen en aquest punt, quin resultat s'obté i per a què l'utilitza el controlador.

Dissenya un sistema que mantingui un hivernacle escolar entre $18\ ^\circ\text{C}$ i $25\ ^\circ\text{C}$: tria els sensors i els actuadors i descriu amb regles clares (si..., llavors...) les decisions del controlador.

Explica la diferència entre un actuador «tot o res» (per exemple, un relé) i un de proporcional (per exemple, un servomotor), i posa un ús adequat per a cada tipus.

Per refrigerar un armari de servidors es prova un control per llindar (tot o res): quan la temperatura supera els $25,0\ ^\circ\text{C}$, el ventilador s'encén al $100\ \%$; si baixa de $24,9\ ^\circ\text{C}$, s'apaga de cop.

1. a) Prediu les conseqüències negatives d'aquest sistema sobre la temperatura de la sala i sobre la vida útil del ventilador (efecte de commutació contínua i desgast mecànic).
2. b) Dissenya una alternativa de control proporcional lineal entre $20,0\ ^\circ\text{C}$ (ventilador al $0\ \%$) i $30,0\ ^\circ\text{C}$ (ventilador al $100\ \%$). Calcula a quin percentatge de potència funcionarà el ventilador si la temperatura se situa en $26,5\ ^\circ\text{C}$.
3. c) Justifica per què aquest control proporcional millora l'estabilitat tèrmica i l'eficiència enfront del control per llindar.

Un sensor de distància per ultrasons falla amb robes i amb superfícies en angle. Explica què implica això per a un robot que «confia» cegament en ell i proposa una solució de redundància (combinar sensors o comprovacions).