Fabricacion De Un técnológico

1. Tostador de pan

Este es un modelo básico de tostador para dos rebanadas de pan.

El modelo que se presenta a continuación posee un selector para el nivel de tostado del pan y un modo de descongelación:

La idea básica del funcionamiento de un tostador es simple. El tostador usa la radiación infrarroja para calentar una pieza de pan. Cuando se introduce una rebanada de pan se puede ver un alambre enrollado que brilla y se torna de color rojo. Este alambre enrollado es el que produce la radiación infrarroja.

La forma más común de producir radiación infrarroja es usando un alambre de nicrom envuelto alrededor de una lámina de mica.

El alambre de nicrom es una aleación de níquel y cromo, la que tiene dos características que lo hacen un buen disipador de calor:

El elemento que calienta del tostador es un alambre de nicrom enrollado sobre una lámina de mica.

• El alambre de nicrom tiene una resistencia bastante alta comparada con el alambre de cobre; aun cuando sea un trozo corto, tiene la suficiente resistencia para producir bastante calor.

• El nicrom es una mezcla que no se oxida cuando se calienta. Un alambre de fierro podría oxidarse rápidamente a las temperaturas que alcanza un tostador.

Un tostador simple puede tener dos láminas de mica con alambre de nicrom enrollado, y separadas de manera de dejar una ranura de unos 2,5 cm de ancho. Los alambres de nicrom pueden ir conectados directamente a un enchufe. Para tostar el pan en este caso:

• Usted debería insertar una pieza de pan en la ranura.

• Enchufar el tostador y mirar el pan.

• Cuando el pan esté tostado, debería desenchufar el tostador.

• Entonces, ¡usted debería voltear el tostador para sacar su tostada!

Visión superior de la ranura.

La mayoría de las personas no tienen tanta paciencia, por lo cual un tostador normalmente incluye otras dos características:

1. Un resorte comprimido conectado a una bandeja hace saltar la tostada hacia fuera, lo que evita tener que dar vuelta el tostador al revés.

2. Un temporizador que desconecta automáticamente el tostador y al mismo tiempo libera la bandeja haciendo saltar la tostada.

En la imagen de la derecha se muestra la ranura de un tostador típico: dos láminas de mica/nicrom a cada lado de la ranura; un soporte de metal que sube y baja en el fondo de la ranura para levantar o hundir el pan.

La imagen muestra el mecanismo de la manija.

Muchos tostadores incluyen un par de rejillas a cada lado de la rendija. Las rejillas presionan el pan y lo centran. Dos resortes de metal empujan la bandeja cuando se acerca al fondo de la ranura o rendija, tirando las rejillas hacia el interior.

Las bandejas en cada ranura están conectadas a la manija que usted presiona para bajar el pan en el tostador, como se muestra en la figura de la izquierda:

Cuando usted empuja la manija hacia abajo, tienen que suceder tres hechos:

1. Se necesita una cierta clase de mecanismo para sujetar la manija debajo, de manera de mantener la tostada dentro del tostador por un período del tiempo determinado.

2. Se necesitan los alambres de nicrom conectados a la energía eléctrica.

3. Una cierta clase de temporizador que libere la bandeja en el tiempo apropiado, haciendo que la tostada salte hacia arriba.

En este tostador particular, el mecanismo del asentamiento y el interruptor son parte de la manija:

Placa plástica asociada a la tostada que baja la palanca. Cuando se baja la barra, la lengüeta de metal entra en contacto con el electroimán.

En la imagen anterior se puede ver una barra plástica y un pedazo de metal asociado a la manija. La barra plástica presiona un par de contactos en la tarjeta de circuito para aplicar la diferencia de potencial a los alambres del nicrom, y el pedazo de metal consigue, atraído por un electroimán, sujetar la tostada abajo.

Se puede ver los contactos (tiras de cobre a la derecha) y el electroimán (bloque a la izquierda) en la siguiente imagen:

Circuito del tostador.

Las siguientes dos imágenes muestran cómo la barra plástica aplica la diferencia de potencial al tostador. En la figura subsiguiente la barra plástica está simulada por un lápiz, y se puede observar cómo empuja apartando los contactos:

Tarjeta de circuito del tostador mostrando los contactos eléctricos. Tarjeta de circuito del tostador con los contactos

En este tostador, el mecanismo completo trabaja de la siguiente manera:

• Cuando usted empuja la manija hacia abajo, la barra plástica presiona contra los contactos y plica la diferencia de potencial a la tarjeta de circuito.

• La diferencia de potencial de 120 volts se ejecuta directamente a través de los contactos a los alambres de nicrom para comenzar a tostar el pan.

• Un circuito simple compuesto de transistores, resistencias y condensadores gira y provee energía al electroimán.

• El electroimán atrae el pedazo de metal en la manija, manteniendo el pan en el tostador.

• El circuito simple actúa como un temporizador. Un condensador se carga a través de una resistencia y, cuando alcanza cierto voltaje, corta la energía al electroimán. El resorte tira inmediatamente las dos rebanadas del pan hacia arriba.

• En el proceso, la barra plástica se levanta y corta la energía al tostador.

En este tostador el control del grado de tostado es simplemente una resistencia variable. Al cambiar la resistencia, cambia la cantidad en la cual el condensador carga, y éste controla cuánto tiempo el temporizador espera antes de que se libere el electroimán.

Algunos tostadores sofisticados utilizan una tira bimetálica para desconectar el electroimán.

Mientras que la tira se calienta (debido al aumento de temperatura dentro del tostador), se dobla y conecta un interruptor que suprime la energía al electroimán. El acercamiento de la tira bimetálica tiene dos problemas:

• Si la cocina es fría, el primer pedazo de tostada será más oscuro que el resto.

• Si intenta hacer un segundo tratamiento a la tostada, será demasiado breve porque el tostador ya está caliente.

El circuito electrónico en el tostador que se ha estudiado proporciona una tostada mucho más constante.

2. Lector de CDs

Los CDs y DVDs se encuentran actualmente en todas partes. Se usan para almacenar música, datos o software, se han convertido en el medio estándar para distribuir cantidades grandes de información en un dispositivo confiable. Los discos compactos son fáciles y baratos de producir. Y si se tiene un computador y los CD-R, se puede crear un CD propio, incluyendo cualquier información que se desee.

En un CD se puede grabar hasta 74 minutos de música, de esta forma, la cantidad total de los datos digitales que se deben guardar en un disco compacto son:

44.100 samples/canal/segundo * 2 bytes/samples * 2 canales * 74 minutos * 60 segundos/minuto = 783.216.000 bytes.

Para grabar estos más de 783 megabytes sobre un disco de solamente 12 centímetros de diámetro se requiere que los bytes individuales sean muy pequeños. Al examinar la construcción física de un CD se puede comenzar a entender cuán pequeños son.

Un disco compacto es una pieza bastante simple de plástico, de cerca de 1,2 milímetros de espesor.

La mayoría de los discos compactos consisten en una pieza de plástico claro (policarbonato) moldeada por inyección. Durante la fabricación, este plástico es impreso con “montículos” o levantamientos microscópicos dispuestos como una sola pista espiral, continua, y extremadamente larga de datos. Volveremos a los levantamientos en un momento. Una vez que la pieza de policarbonato se forma, se esparce sobre el disco una capa de aluminio fina reflexiva, cubriendo los levantamientos.

Luego una capa de acrílico fina se rocía sobre el aluminio para protegerlo. La escritura de la etiqueta se imprime sobre el acrílico. Una sección transversal de un disco compacto completo (no está a escala) aparece como sigue:

Sección transversal de un disco compacto.

Un CD tiene una sola pista espiral de datos, circulando del interior del disco al exterior. El hecho de que la pista espiral comience en la mitad del radio hace que el CD pueda ser más pequeño que los 12 centímetros deseados.

La imagen de la izquierda aún no comienza a impresionar sobre cómo es increíblemente pequeña la pista de datos: tiene aproximadamente 0,5 micrones de ancho, con 1,6 micrones de separación entre una pista y la siguiente. (Un micrón es una millonésima de metro.)

Y los levantamientos alargados que levantan la pista tienen cada uno 0,5 micrones de ancho, un mínimo de 0,83 micrones de largo y 125 nanómetros de alto. (Un nanómetro es una billonésima de metro).

Mirando la capa de policarbonato los levantamientos se pueden ver como la imagen siguiente:

Seguramente ha leído a menudo sobre “huecos” en un CD en vez de levantamientos. Aparecen como huecos sobre la cara de aluminio, pero en la cara que lee el láser son levantamientos.

Pese a las dimensiones increíblemente pequeñas, los levantamientos hacen que la pista espiral en un CD sea extremadamente larga. Si se pudiese levantar la pista de datos de un CD y estirarla en línea recta, tendría

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