proyecto tecnologia - Timbre
 
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Timbre
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FASE 1: DESCRIPCION

1.1 Problema: ¿Como podemos mejorar la puntualidad de los alumnos y profesores con respecto al comienzo y finalización de las clases?

1.2 Descripción del problema: Nuestro proyecto lo realizamos para resolver una necesidad en el colegio CEIC, debido a que no hay un timbre para avisar cuando se acaba una clase, los estudiantes constantemente llegan tarde a las otras clases, en especial los estudiantes que rotan de salón; algunos profesores se exceden en el tiempo de las clases antes de salir a descanso y los estudiantes llegan tarde después de los descansos porque tanto ellos como profesores tienen la hora diferente en su reloj, con un timbre eléctrico  a cargo de una persona la puntualidad mejoraría por parte de los profesores y los estudiantes. Este timbre eléctrico tiene un pulsador, que al presionarlo dejara pasar la corriente, la cual llegar a la bobina del tornillo, provocando que se genero un campo electromagnético que atraiga al clavo, Este, por la forma del pedazo de lata, vuelve a su posición normal golpeando la base de la lata.  Pero al volver y golpear la base de la lata, vuelve a cerrar el circuito, el tornillo lo vuelve atraer y se repite el ciclo, hasta soltar el pulsador.





FASE 2: ANALISIS DEL PROBLEMA

2.1 Antecedentes: El timbre tiene antecedentes muy interesantes como lo son las campanas de Benjamín Franklin, que consistían en algo curioso: conectado a un pararrayos se colocaban campanas de bronce u otro metal en un hilo conductor, cuando el aire venía cargado de electricidad, cargaba las campanas que estaban muy cerca unas de otras, esto hacía que se repelieran, pues tenían la misma carga, y empezaban replicar solas, así se podía prever la llegada de una tormenta eléctrica, con algún tiempo. El aparato diseñado por Henry y Faraday estaba destinado a demostrar como un campo magnético podía ser utilizado para realizar un trabajo mecánico . Un dispositivo casi idéntico es el que utiliza Samuel Morse para construir su famoso telégrafo. Pero el genial Thomas Alba Edison, que debemos recordar era medio sordo, creó los timbres tales como los conocemos ahora.

2.2 Marco teórico:

Timbre eléctrico

Un timbre eléctrico es un dispositivo capaz de producir una señal sonora al pulsar un interruptor. Su funcionamiento se basa en fenómenos electromagnéticos. Consiste en un circuito eléctrico compuesto por un generador, un interruptor y un electroimán. La armadura del electroimán está unida a una pieza metálica llamada martillo, que puede golpear una campana pequeña.
La inducción electromagnética fue descubierta casi simultáneamente y de forma independiente por Michael Faraday y Joseph Henry en 1930. La inducción electromagnética es el principio sobre el que se basa el funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos otros dispositivos.
Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una región en la que hay un campo magnético. Si el flujo F a través del circuito varía con el tiempo, se puede observar una corriente en el circuito (mientras el flujo está variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variación del flujo del campo magnético con el tiempo.


LEY DE OHM

La Ley de Ohm establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que:

I = Intensidad en amperios (A)

V = Diferencia de potencial en voltios (V)

R = Resistencia en ohmios (Ω).

Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I.

Una fuente eléctrica con una diferencia de potencial V, produce una corriente eléctrica I cuando pasa a través de la resistencia R




FASE 3: Alternativas de solución

3.1 Generacion de tres ideas graficas:

PRIMERA PROPUESTA




Funcionamiento: Al cerrar el interruptor, la corriente circula por el enrollamiento del electroimán y este crea un campo magnético en su núcleo y atrae la armadura. El martillo, solida a la armadura, golpea la campana produciendo el sonido. Al abrir el interruptor cesan la corriente y el campo magnético del electroimán, y un resorte devuelve la armadura a su posición original para interrumpir el sonido.

Para conseguir que el martillo golpee la campana repetidamente mientras el interruptor esté cerrado, y no una sola vez, se sitúa un contacto eléctrico en la armadura que actúa como un interruptor. Así, cuando a armadura es atraída por el electroimán, se interrumpe el contacto, cesa la corriente en el electroimán y la armadura retrocede a su posición original. Allí vuelve a establecerse el contacto eléctrico, con lo que el electroimán vuelve a atraer a la armadura, y así sucesivamente.

SEGUNDA PROPUESTA





Funcionamiento:

El timbre consta de una bobina provista de un núcleo y una lámina que se puede desplazar al resultar atraída por la bobina. El extremo de la lámina golpea una campana que es la que produce el sonido. El circuito está interrumpido por una lámina fija, que está en contacto con la móvil. Cuando la corriente circula, la bobina atrae a una lámina fija y el circuito se abre, con lo cual la bobina deja de atraer a una lámina móvil. Otra vez se cierra el circuito y se vuelve a repetir el proceso. Como resultado, la lámina empieza a vibrar golpeando repetidas veces una campana y produciéndose el sonido característico.

TERCERA PROPUESTA



Funcionamiento:

Lo primero que hicimos fue construir un electroimán, para construir este  tomamos una madera de 15 cm y de 0,5 cm de espesor, le hicimos un agujero para que pasara un tornillo. Se puede usar una contratuerca para asegurarlo y el tornillo quedara pasante, a este tornillo le enrollamos el cable esmaltado, este no debe ser muy grueso y le dimos la mayor cantidad de vueltas posibles. Luego tomamos un pedazo de lata y le dimos forma de L, a la lata le atravesamos el clavo y después le gastamos la punta. Pusimos sobre una base el electroimán y el clavo en el pedazo de lata, ( es muy importante que la cabeza del tornillo y el clavo estén lo mas cerca posible pero sin tocarse),  hicimos un agujero en un lateral de lata de conservas ( en el medio) para que pasara justo el tubo del spindle y lo pegamos en la base.  El clavo con la punta gastada debe apoyarse sobre la base de lata, es importante que haga contacto con esta y finalmente hicimos la conexión eléctrica.



FASE 4: Construcción

Que necesitamos?

* 1 Clavo largo (5cm como minimo)
* 1 Tornillo con tuerca de unos 5 cm de largo y mas o menos de 1cm de diametro.
* Alambre de cobre esmaltado (podes sacarlo de algun transformador viejo)
* 1 Lata grande de conserva (como las de duraznos)
* 1 Pulsador
* 1 Bateria de 9V
* Una maderita de 15 cm de alto (el ancho, no mas de 3 cm)
* Un pedazo de lata (podes sacarlo de otra lata de conserva) de unos 20 cm de largo.
Lo importante es que el espesor no se mayor a 0,5cm...podemos usar una maderita de un cajon de manzanas.
* Cable
* 1 Spindle de CD de 50 CD(los tubos donde vienen los CDS)
* Cable
* Madera para la base y donde se aleja el circuito (a gusto)
* Clavos cortos

Para los que no saben lo que es un CD SPINDLE, es esto:


Por poca guita, nos vamos a armar un timbre que suena bastante fuerte:

Manos a la obra!

En primer lugar vamos a construir un electroiman:



Lo hacemos asi:

Tomamos la maderita de 15cm y de 0,5 cm de espesor, y le hacemos un agujero para que pase el tornillo. Pueden usar una contratuerca para asegurarlo.

El tornillo quedara pasante

A este tornillo le vamos a enrollar el cable esmaltado, este no debe ser muy grueso y debemos darle la mayor cantidad de vueltas posibles.

Nuestro primer paso debe quedarnos de esta manera:





Luego, tomamos el pedazo de lata y le damos esta forma:




Ahora, a esta lata, le atravesamos el clavo y una vez atravesado, le gastamos un poco la punta.

Te va a quedar algo asi:





 
Ahora, vamos a poner sobre la base, el electroiman y el clavo en el pedazo de lata.
Es muy imporante, que la cabeza del tornillo y el clavo esten lo mas cerca posible, pero SIN TOCARSE, asi:




Ahora, hacemos un agujero en un lateral de lata de conservas (en el medio) como para que pase justo el tubo del SPINDLE , y pegamos lo pegamos en la base.

El clavo con la punta gastada debe APOYARSE sobre la base de la lata, es imporante que la toque, que haga contacto.

Te tiene que quedar asi:





Ahora vamos a hacer toda la conexion electrica (en rojo los cables):

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