Glosario de ingeniería

Circuito que convierte una tensión en un número. Un ADC de 10 bits con referencia de 5 V divide el rango en 1024 niveles de unos 4.9 mV cada uno: cuantos más bits, más fina la medida.

Energía que entra en la pieza por unidad de longitud de soldadura: Q = η · U · I / v. Con poco aporte el cordón no funde bien; con mucho, se deforma o se perfora la pieza.

Componente que almacena energía en un campo magnético y se opone a los cambios de corriente. Su reactancia X_L = 2πfL crece con la frecuencia.

Tensión que se pierde en un conductor o componente por su resistencia (V = I · R). En instalaciones se limita a un pequeño porcentaje para que la carga reciba la tensión correcta.

Componente que almacena carga entre dos placas. Bloquea la corriente continua y deja pasar la alterna; su reactancia X_C = 1 / (2πfC) baja al subir la frecuencia.

Cálculo de los ángulos de las articulaciones de un robot necesarios para llevar la herramienta a una posición y orientación dadas. Puede tener varias soluciones o ninguna.

Forma de representar enteros con signo en binario: para obtener −x se invierten los bits de x y se suma 1. Así la misma suma sirve para números positivos y negativos.

Tiempo que tarda un sistema de primer orden en recorrer el 63.2 % de su cambio. En un RC vale τ = R · C; tras 5τ el capacitor está prácticamente cargado.

Corriente que cambia de sentido periódicamente, normalmente con forma senoidal. En Perú la red es de 220 V y 60 Hz.

Potencia expresada en decibeles respecto a 1 mW: P(dBm) = 10 · log₁₀(P / 1 mW). 0 dBm = 1 mW, 20 dBm = 100 mW y −30 dBm = 1 µW.

Unidad logarítmica para comparar dos magnitudes. En tensión, G = 20 · log₁₀(V_out / V_in); +6 dB equivale a duplicar la tensión.

Convención que describe cada articulación de un robot con cuatro parámetros (θ, d, a, α) para encadenar sus transformaciones y obtener la posición de la herramienta.

Diodo que emite luz al conducir. Necesita una resistencia en serie que limite la corriente: R = (V_fuente − V_LED) / I.

Dos resistencias en serie que entregan una fracción de la tensión de entrada: V_out = V_in · R2 / (R1 + R2). Sirve para adaptar niveles de señal, no para alimentar cargas.

Porcentaje del período en que una señal PWM está en alto. Con 5 V y 25 % de duty, la tensión media es 1.25 V.

Relación entre la potencia útil y la potencia de entrada: η = P_out / P_in. La diferencia se pierde casi siempre como calor.

Circuito en que una bobina se mantiene activada con un contacto propio después de soltar el pulsador de marcha, hasta que se pulsa parada. Es la base del arranque de motores.

Sensor que convierte el giro de un eje en pulsos. Contando pulsos por vuelta se miden posición y velocidad de motores.

Fuerza interna por unidad de área en un material (σ = F / A), medida en pascales o MPa. Se compara con el límite de fluencia para saber si la pieza resiste.

Cociente entre potencia activa y aparente (fp = P / S = cos φ). Un fp bajo obliga a la red a entregar más corriente para la misma potencia útil.

Cuántas veces la resistencia del material supera al esfuerzo de trabajo: FS = σ_fluencia / σ_trabajo. Cubre incertidumbres de cargas, material y fabricación.

Circuito que deja pasar las frecuencias bajas y atenúa las altas. El RC más simple tiene frecuencia de corte f_c = 1 / (2πRC).

Número de ciclos por segundo de una señal, en hercios (Hz). Es la inversa del período: f = 1 / T.

Norma para guardar números con decimales en binario: signo, exponente y mantisa. En 32 bits da unos 7 dígitos significativos.

Oposición total al paso de la corriente alterna, que combina resistencia y reactancia: Z = √(R² + X²). Se mide en ohmios y tiene un ángulo de fase.

Relación entre tensión, corriente y resistencia en un elemento resistivo: V = I · R. Conociendo dos magnitudes se obtiene la tercera.

En un nodo, la suma de corrientes que entran es igual a la de las que salen; en una malla, la suma de tensiones es cero. Con ellas se resuelve cualquier circuito.

Tabla que agrupa los unos de una función lógica para simplificarla a mano. Cada grupo de 2, 4 u 8 celdas elimina variables.

Computadora en un solo chip con CPU, memoria y periféricos (pines digitales, ADC, PWM, UART). Arduino, ESP32 y Raspberry Pi Pico son ejemplos.

Soldadura por arco con alambre continuo y gas de protección: inerte (MIG) o activo, como mezclas con CO₂ (MAG). Es el proceso típico de los robots de soldadura.

Motor que gira en pasos fijos (por ejemplo 1.8° = 200 pasos por vuelta) al recibir pulsos. Permite posicionar sin encoder mientras no pierda pasos.

Inflamación de la córnea (queratitis) causada por la radiación ultravioleta del arco de soldadura. Se previene con careta o lentes con filtro de soldadura, no con lentes comunes.

Amplificador de ganancia muy alta que, con realimentación, permite construir amplificadores de ganancia precisa: inversor (−R_f/R_in) o no inversor (1 + R2/R1).

Atenuación de una onda de radio al propagarse sin obstáculos: FSPL(dB) = 20 log d + 20 log f + 32.44 (d en km y f en MHz).

Controlador que suma tres acciones sobre el error: proporcional (presente), integral (acumulado) y derivativa (tendencia). Es el lazo de control más usado en la industria.

Controlador lógico programable: computadora industrial que lee entradas, ejecuta un programa (por ejemplo en ladder) y actualiza salidas en un ciclo de scan de milisegundos.

Energía por unidad de tiempo que entrega o consume un elemento: P = V · I, en vatios. En AC se distinguen la potencia activa, la reactiva y la aparente.

Tipos de movimiento de un robot industrial. PTP lleva cada eje a su destino por el camino articular más cómodo (la punta hace una curva); LIN mueve la herramienta en línea recta.

Oposición de bobinas y capacitores a la corriente alterna, sin disipar energía. Depende de la frecuencia y se mide en ohmios.

Cociente entre las velocidades de entrada y salida de un mecanismo: i = Z_conducido / Z_conductor. Lo que se pierde en velocidad se gana en torque.

Resistencia única que sustituye a un grupo sin cambiar la corriente total. En serie se suman; en paralelo se suman sus inversas.

Frecuencia a la que las reactancias de una bobina y un capacitor se igualan y se cancelan: f₀ = 1 / (2π√(LC)). Se usa en sintonizadores y filtros.

Motor con control de posición interno. Los servos de modelismo se mandan con un pulso de 1 a 2 ms cada 20 ms que fija el ángulo.

Postura de un robot en la que pierde un grado de libertad; por ejemplo, cuando dos ejes de la muñeca quedan alineados. Cerca de ella, moverse en línea recta exige giros enormes.

División de una red IP en redes más pequeñas. La máscara /24 deja 8 bits para hosts: 256 direcciones, 254 utilizables.

Capacidad máxima de un canal con ruido: C = B · log₂(1 + S/N). Ninguna modulación puede transmitir sin errores por encima de ese límite.

Efecto de giro de una fuerza: τ = F · r, en N·m. Potencia, torque y velocidad se relacionan con P = τ · ω.

Máquina que cambia el nivel de tensión alterna mediante dos bobinados acoplados: V₁ / V₂ = N₁ / N₂.

Sistema de tres tensiones alternas desfasadas 120°. Transmite más potencia con menos cobre: P = √3 · V_L · I_L · fp.

Rapidez de giro en radianes por segundo: ω = 2π · n / 60, con n en rpm.