Sistema Integrador Ciencia y tecnología · 2011. 9. 29. · FICHA TÉCNICA 4 1. INTRODUCCIÓN Esta aplicación educativa integra la tecnología como herramienta para el estudio de

Sistema Integrador Ciencia y tecnología Ficha técnica

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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 4

2. CARACTERÍSTICAS .................................................................................................... 4

3. COMPONENTES ....................................................................................................... 6

4. CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO .................................................................. 6

5. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE EDUCATIVO ............................................................ 6

5.1 Requerimientos mínimos .......................................................................................... 6 5.2 Estructura ................................................................................................................ 7

5.2.1 Software Servidor ............................................................................................... 7 5.2.2 Software Estudiante ............................................................................................ 8

a. Contenidos .......................................................................................................... 8 b. Prácticas ............................................................................................................... 8 c. Herramientas ........................................................................................................ 8

6. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE ............................................................................... 9

6.1 Sistema de experimentación “sensores y actuadores” ................................................ 9 6.1.1 Concentrador detección de presencia y movimiento ............................................ 9

a. Descripción .......................................................................................................... 9 b. Partes del concentrador ...................................................................................... 10 c. Componentes ...................................................................................................... 11 d. Características técnicas ........................................................................................ 12

6.1.2 Concentrador estudio de variables físico-químicas ............................................. 12 a. Descripción ......................................................................................................... 12 b. Partes del concentrador ...................................................................................... 13 c. Componentes ...................................................................................................... 14 d. Características técnicas ........................................................................................ 15

6.1.3 Concentrador estudio de variables físicas ............................................................ 15 a. Descripción ......................................................................................................... 15 b. Partes del concentrador ...................................................................................... 16 c. Componentes ...................................................................................................... 17 d. Características técnicas ........................................................................................ 18

6.1.4 Entrenador de Microcontroladores .................................................................... 18 a. Descripción ......................................................................................................... 18 b. Partes del entrenador .......................................................................................... 19 c. Componentes ..................................................................................................... 20 d. Características técnicas ........................................................................................ 21 e. Sistema eléctrico y electrónico: ............................................................................ 21

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6.1.5 Sistema de Entrenamiento Circuito Serie Paralelo .............................................. 22 a. Descripción ........................................................................................................ 22 b. Partes del entrenador ......................................................................................... 22 c. Componentes ..................................................................................................... 24 d. Características técnicas ....................................................................................... 25

7. DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LOS ACCESORIOS ....................................................... 25

7.1 Sensores ................................................................................................................. 26 7.2 Actuadores ............................................................................................................ 39 7.3 Equipos de laboratorio .......................................................................................... 43

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1. INTRODUCCIÓN

Esta aplicación educativa integra la tecnología como herramienta para el estudio de las ciencias, diseñando un material educativo para unirlo en un ambiente de formación y así promover la sinergia del estudio de la Electricidad, los sistemas automatizados, los microcontroladores, la física, la química y los sensores y actuadores utilizados en las edificaciones inteligentes.

En la siguiente tabla se ilustra los componentes del material educativo; hardware, software y accesorios.

Figura 1. MEC. Para el estudio de las Ciencias Naturales

Para interactuar con los escenarios de simulación se cuenta con un hardware que emula el comportamiento de los sensores (estímulos) y actuadores (respuestas) que se utilizan en los procesos reales

El software, de carácter multimedia e interactivo, está diseñado para servir de herramienta auto formativa orientada al dominio colaborativo, a la comprensión de los principios de las Ciencias Naturales y la acción procedimental para facilitar el trabajo en equipo y facilitar la interacción con el profesor.

2. CARACTERÍSTICAS

La solución educativa articula de manera armónica de los siguientes componentes:

a. El hardware para el control b. El software educativo c. Las guías metodológicas enfocadas en la formación por proyectos, el conjunto

de sensores y actuadores incluidos en el producto d. Los sistemas didácticos virtuales próximos a la realidad tecnológica. e. La gestión del entorno didáctico para hacer seguimiento, evaluación y control

de las actividades de aprendizaje.

SOFTWARE EDUCATIVO

MÓDULO DE COMUNICACIÓN Y CONTROL

DOCUMENTACIÓN

PROCESOS DIDÁCTICOS VIRTUALES

Material Interactivo multimedia sobre estudio de la Tecnología y las Ciencias Naturales.

Interfaces con el usuario, para comunicarse con los fenómenos presentados de manera virtual.

Escenarios multimediales que emulan procesos reales.

Fichas de funcionamiento de componentes, guías didácticas.

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El software educativo ha sido diseñado de forma interactiva, mezclando la navegación de contenidos con la realización de actividades prácticas que involucren los componentes de hardware. Se puede instalar en una plataforma cliente-servidor para utilizar aplicaciones de Internet / Intranet, con una concurrencia para 6 clientes simultáneos, para realizar el registro de estudiantes, la actualización de evaluaciones por parte del profesor, el seguimiento al avance de los estudiantes y la comunicación a través de las herramientas de la LMS.

El software está conectado a los siguientes equipos:

a. 1 Entrenador de circuitos eléctricos serie paralelo. b. 2 Entrenador de microcontroladores. c. 1 Concentrador de variables físico-químicas. d. 1 Concentrador de variables físicas. e. 1 Concentrador detectores de presencia y movimiento.

A continuación se ilustra esquemáticamente el principio de funcionamiento del software.

Figura 2. Sistema didáctico

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3. COMPONENTES

Componentes

El Software Educativo

Desarrolla una propuesta metodológica para el estudio de las Ciencias aplicadas, tipo cliente-servidor, con capacidad de gestionar el aplicativo en todos los computadores que estén conectados en una red y actúa como herramienta de administración del aprendizaje tutorizada en red por parte del instructor, utilizando las herramientas de la LMS disponible por el cliente (Sistema de Administración de Contenidos Virtuales) donde se publique el material educativo.

El Módulo de Comunicación y Control

Es un conjunto de interfaces que permite a través de él la interactividad entre el software y el hardware, es una herramienta que a partir de la programación del sistema de mando actúa en clave sobre el sistema operativo. Cada concentrador cuenta con un módulo de comunicación y control.

Sistema de experimentación “Sensores y actuadores”

Es utilizada para interactuar con el material didáctico. Está compuesto por un conjunto de sensores y actuadores que permiten la correlación con elementos de control y animación (emulación) de fenómenos de estudio a partir de sus características de funcionalidad e integración al software.

4. CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO

El sistema didáctico requiere suministro de energía eléctrica y una red de datos para instalar la aplicación. Se debe contar con el personal idóneo para administrar el aula este debe tener un conocimiento previo de los equipos, los procesos, y la metodología de trabajo dentro del aula.

5. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE EDUCATIVO

5.1 Requerimientos mínimos

a. Computadores en red b. Características de los computadores:

• Con dos Gigas de RAM. • Procesador 1 Giga Hertz. • Sistema operativo Windows XP • Disco duro 40 Gigas

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• Tarjeta de red de 100 Mega bits. • Puerto serial o USB.

c. Para el funcionamiento del software es necesario tener instalados los siguientes

programas: • Adobe Reader • Flash Player • Quick time.

Estos están disponibles para ser instalados desde el software del estudiante.

d. Cable conversor USB-Serial

El computador donde se conecte el concentrador debe tener instalado los DRIVER para el funcionamiento del cable. (El CD instalador se entrega adjunto al cable). EL CABLE DEBE SER CONFIGURADO EN COM1.

5.2 Estructura

5.2.1 Software Servidor

Es la aplicación instalada en el computador del profesor, es el encargado de las funciones de administración:

a. Seguimiento de las prácticas b. Inscripción de estudiantes c. Gestión de usuarios d. Administrar el acceso e. Controlar y hacer seguimiento del proceso de aprendizaje f. Realizar evaluaciones g. Generar informes h. Gestionar servicios de comunicación como foros de discusión y chat. i. Administrar la opción herramientas del estudiante.

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Figura 3. Pantalla principal del Software Administrativo.

5.2.2 Software Estudiante

Es la aplicación instalada en los computadores de los estudiantes, en el los estudiantes tienen la posibilidad de acceder a los siguientes servicios:

a. Contenidos

Es la parte del software que se encarga de fundamentar los conocimientos técnicos sobre los diferentes dispositivos utilizados para el aprendizaje de los temas.

b. Prácticas

Está encargada de brindar al estuante la posibilidad de interactuar con los entrenadores y concentradores a través del software.

c. Herramientas

Facilitan la comunicación e integración con el profesor y los contenidos didácticos a través del foro, chat, glosario, bibliografía, enlaces Web, cuaderno y Evaluaciones.

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Figura 4. Pantalla principal del Software Educativo Usuario.

6. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE

6.1 Sistema de experimentación “sensores y actuadores”

Los sensores se han distribuido en conjuntos de acuerdo a las actividades y prácticas que se planteen en los puestos de trabajo del aula, para lo cual se generan elementos de trabajo didáctico con los siguientes componentes:

a. Juego de elementos de sensores-actuadores. b. Elemento de captación de señales y/o concentrador de señales de

sensores/actuadores. c. Elementos de acondicionamiento para prácticas.

A continuación se describen las características técnicas de cada componente del sistema de experimentación:

6.1.1 Concentrador detección de presencia y movimiento

a. Descripción

El hardware para las experiencias de detención de presencia y movimiento permite la conexión de un conjunto de sensores (estímulos) y actuadores (respuestas) a una interfaz informática con escenarios multimediales donde se pueden verificar los principios de

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funcionamiento y su aplicación en diferentes ámbitos de la física y especialmente, en la detección de objetos.

El software educativo acompaña al equipo de entrenamiento y permite ampliar los conocimientos reflejados en el sistema didáctico y el campo de aplicación de este tipo de tecnología.

b. Partes del concentrador

Figura 5. Concentrador de presencia y movimiento - vista superior

N. Vista superior

Visualizador de estado.

Sensor Capacitivo: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Inductivo: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Optico de Barrera: Indicador Led (emisor) y Conector DV9 (hembra)

Sensor Optico de Barrera: Indicador Led (Receptor) y ConectorDV9 (hembra).

Sensor Final de Carrera 1: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Final de Carrera 2: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Actuador Motor Paso a Paso 1: Indicadores Led Fase F1, F2, F3, F4 y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor Paso a Paso 2: Indicadores Led Fase F1, F2, F3, F4 y conector alimentador de corriente.

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Actuador Motor AC: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor DC: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Zumbador: Conector DV9 (hembra).

Actuador Piloto: conector alimentador de corriente.

Figura 6. Concentrador presencia y movimiento - vista posterior

Nº. Vista Posterior

Interruptor (SWITCH) encendido y apagado (ON/OFF).

Fusible 3 Amp.

Conexión Cable de Poder (110 AC).

Conexión RS232 a PC.

Ventilador.

c. Componentes

Los sensores y actuadores que hacen parte de este concentrador son los siguientes:

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Sensores Actuadores • Sensor Capacitivo • Sensor Inductivo • Sensor Óptico de barrera • Sensor Final de carrera

• Motor Paso a Paso • Motor AC • Motor DC

d. Características técnicas

Dimensiones

• 15 cm de alto. • 23 cm de largo. • 36 cm de ancho.

Alimentación

• Alimentación eléctrica: 110 Voltios AC. • Fuente de alimentación swicheada de 650 voltios con salidas de

12 VCC + 12 VCC + 5 VCC – 12 VCC. • Para la energización de este dispositivo se tiene una clavija

macho ubicada en la parte lateral donde ingresa el conector hembra del cable de poder.

Composición

Carcasa en fibra de vidrio, panel frontal en acrílico, pantalla LCD.

6.1.2 Concentrador estudio de variables físico-químicas

a. Descripción

El hardware para las experiencias de fenómenos físico-químicos permite la conexión de un conjunto de sensores (estímulos) y actuadores (respuestas) a una interfaz informática con escenarios multimediales donde se pueden verificar los principios de funcionamiento y su aplicación en diferentes ámbitos de la física y, especialmente, en el análisis de gases y condiciones ambientales.

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Figura 7. Concentrador Variables Físicoquímicas - vista superior

N. Vista superior


Sensor Gas: Conector DV9 (hembra).

Sensor Humedad: Conector DV9 (hembra).

Sensor Temperatura: Conector DV9 (hembra)

Sensor Corriente: ConectorDV9 (hembra).

Actuador Electroválvula: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor AC: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor DC: Indicadores Led de dirección y conector alimentador de corriente.

Actuador Piloto: Conector alimentador de corriente.

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Figura 8. Concentrador Variables Fisicoquímicas - vista superior

N. Vista Posterior


Fusible 3 Amp.



Ventilador.

c. Componentes


Sensores Actuadores • Sensor de Gas (Óxidos de carbono) • Sensor de Humedad • Sensor de PH • Sensor de Corriente

• Electroválvula • Motor AC • Motor DC

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Dimensiones


Alimentación




Composición


6.1.3 Concentrador estudio de variables físicas

a. Descripción

El hardware para las experiencias de fenómenos físicos permite la conexión de un conjunto de sensores (estímulos) y actuadores (respuestas) a una interfaz informática con escenarios multimediales donde se pueden verificar los principios de funcionamiento y su aplicación en diferentes ámbitos de la física y, especialmente, en la aceleración y velocidad de los cuerpos, el campo magnético emitido por algunos materiales y la velocidad del sonido.

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Figura 9. Concentrador Estudio Variables Físicas – vista superior

N. Vista superior


Panel Solar: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Luminosidad: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Ultrasonido: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Acelerómetro: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor Velocidad: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Sensor de Campo Magnético/ Sensor de Presión: Indicador Led y Conector DV9 (hembra) (en este conector se podrán conectar los dos sensores).

Sensor Fibra Óptica: Indicador Led y Conector DV9 (hembra).

Actuador Motor Paso a Paso: Indicadores Led Fases F1, F2, F3, F4 y conector alimentador de corriente.

Actuador Motobomba: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor DC: Indicadores Led de sentido de giro y conector alimentador de corriente.

Actuador Piloto: Conector alimentador de corriente.

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Figura 10. Concentrador Estudio Variables Físicas – vista posterior

N. Vista Posterior


Fusible 3 Amp.



Ventilador.

c. Componentes


Sensores Actuadores • Sensor Luminosidad • Sensor Ultrasónico • Sensor Fibra óptica • Acelerómetro • Sensor de Velocidad (encoder) • Sensor de campo magnético

• Motobomba • Motor Paso a Paso • Motor DC

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Dimensiones


Alimentación




Composición


6.1.4 Entrenador de Microcontroladores

a. Descripción

El sistema está compuesto en su hardware por un microcontrolador de usuario y módulos de entrada y salida conectados al microcontrolador, sobre el cual se realizan los procesos de quemado del firmware o código en lenguaje de máquina tenidos en cuenta para la realización de las prácticas determinadas o abiertas según se desee.

Cuenta los siguientes elementos:

• Módulos de trabajo de acuerdo a las actividades diseñados con flexibilidad para cambiar la configuración.

• Puertos de entrada digitales con conmutación virtual. • Sistema de control dotado con un sistema de mando que contiene los algoritmos de

programación que permiten administrar entradas y salidas y el quemado del firmware.

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Cuenta con un software que permite la administración de los datos y señales de control, ensamble y quemado de los datos de las diferentes prácticas de aplicaciones industriales, a su vez que tiene la comunicación con el servidor que constantemente está enviando la información desde los usuarios.

El software se encuentra compuesto por una interfaz de control a través de un computador que se encuentra encargado de recibir y administrar todas las señales del entrenador y a su vez tomar decisiones con respecto a otro software que se encuentra en Internet (interfaz usuario) y que es la plataforma virtual LMS del curso.

b. Partes del entrenador

Figura 11. Entrenador de Microcontroladores - vista superior

N. Vista superior

Indicador: Modulo LCD.

Modulo de Leds: Indican las salidas digitales del Microcontrolador.

Dimmer: ajusta la luz del Modulo LCD.

Modulo Display: Indicador 0 – 9

Microcontrolador Pic16F877 e Indicador Led de quemado.

Oscilador

Botón de Reinicio (RESET)

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Modulo de entradas digitales por pulsador 1 – 4.

Switch de Programación: modo gravar u operar

Modulo de entradas digitales por Switch.

Figura 12. Entrenador de Microcontroladores - vista posterior

N. Vista posterior


Fusible 3 Amp.



Ventilador.

c. Componentes

Módulo Descripción Módulo de led’s. Conjunto de Leds para la visualización de salidas

digitales Módulo Display de 7 segmentos. Visualizador numérico Módulo LCD. Display de Cristal líquido para visualizar mensajes

de texto Módulo generador de estímulos y de entradas digitales

Sistema de entradas para interactuar con el hardware y software

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Módulo quemador de firmware Copia el código ASM en el microcontrolador Módulo comunicación el computador

Componente que conecta el hardware con el computador del usuario


Dimensiones


Alimentación




Composición


Los módulos a su vez están compuestos por:

e. Sistema eléctrico y electrónico:

Este se encuentra compuesto por 3 tarjetas:

Componente Descripción

Tarjeta fuente

Una tarjeta electrónica que tiene una fuente de alimentación swichada diseñada para cinco amperios, cinco, doce voltios de corriente continua, además de los mecanismo de seguridad frente a posible sobre voltaje o corto.

Tarjeta Interfaz

Esta se encuentra compuesta por dos circuitos embebidos en uno, el primero se tiene como función la realización de acondicionamientos y condiciones para realizar el quemado de firmware en el microcontrolador usuario, para esto utiliza un conector con dos los cables para el sistema de quemado como accesorios, el segundo circuito tiene como función hacer la conmutación de los módulos indicadores para que en su defecto solo se utilicen los predeterminados a las practicas, también permite la generación de estímulos de las entradas del microcontrolador usuario, esto lo hace mediante comunicación serial con el computador servidor.

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Sistema control y mando

Dispositivo que tiene un programa con diseño que permite el control de quemado de firmware para el microcontrolador usuario, la conmutación de módulos indicadores y la generación de estímulos de las entradas del microcontrolador usuario, esto lo hace mediante comunicación serial con el computador servidor.

Tarjeta indicadores

En ella se encuentran los circuitos que tienen relación con los indicadores como son modulo de led’s a ocho bits, display de cristal líquido a ocho bits y display numérico cuatro dígitos para trabajar multiplexados.

6.1.5 Sistema de Entrenamiento Circuito Serie Paralelo

a. Descripción El hardware para las experiencias de electricidad básica permite la conexión de elementos básicos de electricidad como resistencias, condensadores e inductancias, a una interfaz informática con escenarios multimediales donde se pueden verificar los principios de funcionamiento y su aplicación en diferentes ámbitos de la física y, especialmente, las diferentes configuraciones y circuitos típicos en la electricidad.

b. Partes del entrenador

Figura 13. Entrenador de Electricidad para el Estudio de Circuitos Serie-Paralelo- vista superior

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N. Vista superior

Perilla fuente de alimentación de corriente alterna variable.

Displays indicadores de voltaje y corriente con Perilla de corriente directa.

Conector de multimetro DV9 (hembra).

R1 Resistencia removible con tornillo prisionero.

R2 Perilla de resistencia variable.

R3 Perilla de resistencia variable.

C1 Condensador removible con tornillo prisionero.



Motor DC de 12 voltios.

Juego de bobinas inductivas acopladas.

3 bombillas incandescentes B1, B2, B3.

Figura 14. Entrenador de Electricidad para el Estudio de Circuitos Serie-Paralelo- vista posterior

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N. Vista posterior


Fusible 3.15Amp. Para protección de circuitos externos.

Fusible 2Amp. Para protección de tarjetas

Fusible 3.15Amp. de entrada de corriente alterna



Ventilador.

c. Componentes

Los componentes que hacen parte de este concentrador son los siguientes:

Bastidor

Módulo de entrenamiento de circuitos serie-paralelo.

Comunicación

Puerto de comunicación RS-232

Alimentación

0-12 VDC, 0-24VAC

Medidores

Medición de corriente y voltaje en circuito

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Dimensiones

• 18 cm de alto. • 62 cm de ancho. • 37 cm de profundo.

Alimentación

• Alimentación eléctrica: 110 Voltios AC. • Fuente de alimentación variable DC con salida de 0-24 voltios, 3

Amperios. • Fuente AC con salida de 6,12, 18 y 24 voltios AC, 3 Amperios. • Fuente de alimentación swicheada de 650 voltios con salidas de

12 VCC + 12 VCC + 5 VCC – 12 VCC. • Para la energización de este dispositivo se tiene una clavija macho

ubicada en la parte lateral donde ingresa el conector hembra del cable de poder.

Composición


7. DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LOS ACCESORIOS

Recomendaciones

• No utilizar los sensores en logares donde halla combustión, gas explosivo, químicos o fuertes alcaloides y ácidos, puede causar fuego o explosión.

• No golpe los sensores, puede ocasionar mal funcionamiento o daños al equipo. • No exponerlos a la humedad, manténgase en lugar fresco y seco. • Asegúrese de conectar los sensores a la conexión que le corresponden. • Mantenga limpios los sensores y las superficies del concentrador. • Para limpiar no utilice agua ni detergentes, sólo una toalla seca. • Tenga cuidado al retirar los sensores de los conectores del concentrador. • No acerque objetos calientes a las superficies de acrílico. • No acerque bebidas a las superficies del concentrador. • Asegúrese que las conexiones eléctricas estén en óptimo estado. • No exponga los sensores a rayos directos del sol, vibración o impacto. • No utilizar en exteriores.

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7.1 Sensores

Sensor de Presión

Características Técnicas: Sensor de presión de alta precisión. Salida lineal de 0.2V a 4.8V. Rango de 0 a 100KPa, compensando en temperatura.

Descripción: Dispositivo electrónico que al deformarse físicamente por la acción de una presión de un gas, genera una señal eléctrica proporcional a la presión ejercida sobre él.

Aplicaciones: Sirve en aplicaciones como altímetro o Barómetro

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Sensor de luminosidad LDR

Características Técnicas: Salida Analógica en OHMIOS. Medida relativa de luz: 0-99% Consumo Máx. de corriente: 10Ma

Descripción: Es un dispositivo que detecta el cambio de luz ambiente existente en un recinto, este sensor es de tipo analógico, a medida que cambia el nivel de luz el valor de su salida cambia.

Aplicaciones: Sirve para detección de nivel de luz en alumbrado publico Detección de intensidad de luz solar en sistemas agrícolas.

Sensor de Temperatura RTD 1000

Características Técnicas: Sensor PT 1000 OHM/0ºC Detecta la temperatura de los cuerpos entre -40º y 80ºC.

Descripción: En él se aprovecha el efecto que tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que, ante un aumento de temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica que presentan.

Aplicaciones: Se usa en la detección de temperatura en calderas, hornos, cuartos fríos, entre otras.

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Sensor Final de carrera

Características Técnicas: Accionamiento bilateral, de palanca graduable y roldana con protección IP65, dos (2) contactos 1NA y 1NC. Con rodillo bidireccional ajustable Voltaje Máx de Operación: 500V AC Corriente Máx de Operación: 15 Amp

Descripción: Detecta objetos que mueven la palanca. Tiene diferentes posiciones de activación lateral y de presión. En estado de reposo, la pata común (C) y la de reposo (NC) están en contacto permanente, hasta que la presión aplicada y pasa de la posición de reposo a la de activo (NO).

Aplicaciones: Se usan para detección de obstáculos por contacto directo. Detección de presencia Detección de posición

Phmetro

Características Técnicas: • Dimensiones: 175 x 41x 23 mm. • Rango: 0.0 a 14.0 Ph • Resolución: 0.1 pH • Calibración: manual, 2 puntos,

sumergir en agua. • Batería tipo: 4 x 1.5 V alkalina.

Características: El pH-metro es un sensor utilizado para medir el pH de una disolución. El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución.

Aplicaciones: El ph– metro es utilizado en laboratorios y en la industria para la medición de acidez o alcalinidad de una disolución.

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Sensor Óptico de Barrera

Características Técnicas:

• Modelo: PY 500 • Alcance: 500 mm. • Objetos de detección: materiales

opacos de mínimo, de 5 mm. • Tiempo de respuesta: Máx 1 milésima

de segundo. • Fuente de poder: 12 a 24 Dc • Consumo Corriente Máxima: 30 ma. • Frecuencia de conexión: 1000 Hz • Conexión con cables de salida. • Peso aprox: 150 g

Descripción: Detecta objetos que corten el rayo de luz en la zona de conmutación activa. Constantemente se encuentra activo y se desactiva cuando se detecta el objeto. Se divide en dos componentes cada uno con la funcionalidad eléctrica y electrónica adecuada, los cuales se describen a continuación: • Emisor: Es un dispositivo emisor, el cual emite una señal luminosa sobre un receptor. El emisor está dispuesto de tal forma que la mayor parte posible del haz de luz incide sobre el receptor. • Receptor: Es un dispositivo receptor, el cual recibe un haz de luz constante. Una interrupción del haz de luz origina una conexión de la salida, tiene un alcance de recepción de hasta veinte metros.

Aplicaciones:

• Conteo de piezas en líneas de producción.

• Detección sin contacto de apertura o cierre de puertas automáticas.

• Detección de objetos o suciedades en botellas de gaseosa.

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Sensor Ultrasónico

Características Técnicas: Pareja de Transmisor y Receptor de ultrasonido con las siguientes características: Usado para medir distancia en un rango de 1 cm a 4 metros, enviando un tren de pulsos ultrasónicos que al regresar generan un pulso, cuyo ancho es proporcional a la distancia del objeto. Consume 4 mA @ 5V. Tamaño: 43mm x 20mm x 17mm

Descripción: Al emitir ultrasonidos estos rebotan contra los objetos que tienen delante y vuelven. Dependiendo del tiempo que tarda el sonido en rebotar y volver se calcula la distancia a la que se encuentra dicho objeto.

Aplicaciones: Se utilizan principalmente para detectar la distancia a la que se encuentran o pasan otros objetos. Una de las aplicaciones es en los sistemas de navegación de los aviones.

Sensor de Humedad


• Fuente de poder: 24 V DC • Consumo de energía: max 2.4 W • Peso: Aprox 55 g. • Rango de medida humedad: 0 a

99.9% RH. • Dimensiones: 60 x 80 mm.

Descripción: Sensor de humedad de alta precisión, salida de voltaje lineal. Son dispositivos que en contacto directo con el ambiente, envían una señal eléctrica que cambia con el estado de humedad.

Aplicaciones: Son utilizados en laboratorios científicos, en fábricas de maderas, en control de riego de cultivos, en lugares de almacenamiento de harinas, para automatizar la puesta en funcionamiento de inyectores de aire.

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Sensor Capacitivo


• Modelo: CR18-8DP • Diámetro: 18mm • Peso: 12 g. • Alcance nominal: 8mm • Alcance real: 10mm • Histéresis: Máx. 20% de distancia

detectada. • Voltaje de alimentación: 12-24V DC • Frecuencia de respuesta: 50 Hz • Consumo de corriente: 15mA • Indicador de operación: Led Rojo.

Descripción: Es un dispositivo que trabaja sin roces ni contactos, detecta materiales de conducción y no conducción eléctrica, que estén en estado sólido, liquido o pulverizado, al detectar este tipo de materiales genera un cambio voltaje en la señal de salida.

Aplicaciones:

• Detección casi todo tipo de material. • Control y verificación de nivel,

depósitos, tanques, cubetas. • Medida de distancia. • Control de tensado-destensado,

dilatación.

Panel Solar


• Panel solar 6V 500mA x 145 x 205mm

• 6 VDC 500 mA • Voltaje Máx: 6 v • Dimensiones: 20 cm x 15 cm • Temperatura de operación: 50 °C • Peso: 0.42 Kg

Descripción: Es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. Entre ellos se encuentran los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.

Aplicaciones:

• Fuente de energía alternativa. • Son la fuente solar más popular en

instalaciones pequeñas o en edificios. • Experimentalmente han sido usados

para dar energía a automóviles.

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Sensor Inductivo


• Peso: Prox. 118 g • Alcance: 8mm. +/- 10% • Alimentación: 12-24 Vdc • Respuesta en frecuencia: 200 Hz • Salida de control: NPN-NA

200mA • Estándares de detección del objeto

a detectar: 25 x 25 x 1 mm (metal).

• Indicador de operación: Led rojo.

Descripción: Detecta objetos metálicos conductores de electricidad en la zona de conmutación activa. El principio de funcionamiento de un sensor inductivo de proximidad tiene que ver con la influencia de metales en un campo electromagnético alterno. La distancia de conmutación depende del tamaño del sensor o del tipo de material a ser detectado.

Aplicaciones: Detección de metales. Conteo de piezas metálicas.

FICHA TÉCNICA

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Sensor de fibra óptica


• Modelo: BF4R. • Fuente de poder: 12 -24 VDC. • Tiempo de respuesta: máx 0.5 ms. • Indicador de control de salida: Led rojo.

Partes:

1. Indicador estable: Led verde. 2. Interruptor de modo de selección: botón de

programación y boqueo. 3. Interruptor de selección de tiempo. 4. Indicaciones: NON (no utilizar la función de

tiempo) y OFD (apagar el tiempo de retraso) 5. Botones de activación: ON – OFF (HACER

GRÁFICO)

Descripción: Detecta objetos en la zona de conmutación activa. El principio de funcionamiento esta basado en la generación de un haz de luz por parte de un fotoemisor, que se proyecta bien sobre un objeto reflectante. La interrupción del haz, provoca un cambio de estado de la salida del sensor.

Aplicaciones:

• Detección de objetos no translúcidos. • Conteo de piezas en líneas de producción.

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Sensor de Gas Metano y Monóxido Carbónico

Características Técnicas: Sensor metal oxido de Gas Metano y Monoxido de Carbono (CO). Puede detectar ambos gases aplicando periodicamente dos voltajes de calentamiento diferentes. Consume tan solo 38mW y tiene alta sensitividad y selectividad a ambos gases, mientras tiene una baja sensitividad a vapores de alcohol.

Descripción: Sensor metal oxido de Gas Metano y Monóxido de Carbono (CO). Puede detectar ambos gases aplicando periódicamente dos voltajes de calentamiento diferentes. Consume baja energía y tiene alta sensibilidad y selectividad a ambos gases, mientras tiene una baja sensibilidad a vapores de alcohol.

Aplicaciones: Este tipo de sensores se utilizan tanto en hogares como en industrias debido a los múltiples controles que se deben tener con las instalaciones.

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Sensor de Corriente

Características Técnicas: Sensor de corriente lineal, basado en el Efecto Hall con 2.1KVRMS de voltaje de aislamiento y baja resistencia conductora interna. El ancho de banda se puede especificar por medio del pin Filter, tiempo de respuesta al paso de entrada de corriente de 5 μs, ancho de banda de 80 kHz, error total de salida 1.5% (típico) a 25°C, resistencia conductora interna 1.2mΩ , voltaje de aislamiento mínimo de 2.1KVRMS entre pines 1-4 y 5-8, opera con una fuente sencilla de 5V, sensitividad a la salida de 66 a 185 mV/A, voltaje de salida proporcional a la corriente AC o DC, Histéresis magnética cercana a 0. Empaque 8-SOIC.

Descripción: Los sensores de corriente son dispositivos electrónicos aptos para el sensado de corriente alterna en sistemas de medición, control y circuitos de protección.

Aplicaciones: Los sensores de corriente son utilizados en las plantas de purificación de agua, en el análisis de suelos y a nivel laboratorio para medir el nivel de salinidad de la misma.

FICHA TÉCNICA

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Sensor de Campo Magnético (efecto hall)

Características Técnica: Sensor de efecto hall con salida conmutada o digital, que cambia de cero a uno lógico con la presencia de un campo magnético sin importar su polaridad.

Descripción: Sensor de Efecto Hall con salida lineal proporcional a los cambios en el flujo magnético. Cuando por una placa metálica circula una corriente eléctrica y ésta se halla situada en un campo magnético, se desarrolla en la placa un campo eléctrico transversal.

Aplicaciones:

• Detección de campo magnético. • Detección de elementos ferrosos

(alto contenido de hierro) • Bajo las teclas de los teclados de los

instrumentos de música modernos evitando así el desgaste que sufren los contactos eléctricos tradicionales.

• En sistemas antibloqueo de frenos para detectar cuando las ruedas han dejado de moverse.

• Detección de velocidad en motores.

FICHA TÉCNICA

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Sensor de Velocidad (Encoder)


• Tipo: incremental • Fases de salida: A,B,Z • Tipo de salida: Totem Pole • Alimentación: 12-24 Vdc

Descripción: Miden el ángulo descrito o el espacio recorrido por unidad de tiempo. En el caso de las ruedas de los autos, mide las revoluciones de los ejes y cuanto se demora un punto de la rueda en pasar por donde se encuentra el sensor.

Aplicaciones: Miden el ángulo descrito o el espacio recorrido por unidad de tiempo. En el caso de las ruedas de los autos, mide las revoluciones de los ejes y cuanto se demora un punto de la rueda en pasar por donde se encuentra el sensor. El uso más común de estos sensores es en el campo automotriz y en las industrias que utilizan maquinas rotacionales.

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Acelerómetro

Características Técnicas: Acelerómetro de ±2 g de dos ejes con salida de ciclo de trabajo. Resolución de 2mg a 60Hz, ancho de banda ajustable, resiste choques hasta de 1000g, consumo de potencia menor a 0.6mA, alimentación de 3 a 5.25V. Empaque ultrapequeño de 5 mm x 5 mm x 2 mm.

Descripción: Es un dispositivo que mide la aceleración y las fuerzas inducidas por la gravedad. Esto quiere decir que nos permite detectar el movimiento y el giro del objeto en el cual se encuentre este sensor.

Aplicaciones: • Es utilizado en la consola de videojuegos

Nintendo Wii utiliza un mando que se puede mover en el aire para controlar a los personajes del juego.

• Muchas de las cámaras fotográficas actuales, incluyen un acelerómetro con el que es posible detectar si hacemos la foto en horizontal y en vertical.

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7.2 Actuadores

Motor Paso a Paso


• Potencia : 35 Oz • Diámetro eje 5 mm • Largo: 6 cm • Voltaje: 5-12 Vdc

Descripción: Motor de precisión que gira ángulos pequeños cuando se alimenta con una secuencia de impulsos eléctricos. Un motor Paso a Paso se diferencia de un motor convencional en que en este se puede posicionar su eje en posiciones fijas o pasos, pudiendo mantener la posición.

Aplicaciones: Robótica, control de movimiento

Motor DC


• Voltaje: 12 Vdc • Tipo: imán permanente

Descripción: Motor con cambio de sentido de giro y bajo torque que funciona con corriente continúa. Para cambiar el giro, se invierte la polaridad de alimentación.

Aplicaciones: Generación de movimiento circular.

FICHA TÉCNICA

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Piloto


• Lámpara electrónica de 110 a 220 voltios AC.

• Luz roja.

Descripción: Indicador luminoso que transforma la energía eléctrica en energía lumínica. Están compuestos por microdiodos y poseen un circuito de acondicionamiento que permite la alimentación con voltajes de 100 a 220, VAC sin problemas de funcionamiento.

Aplicaciones: Es utilizado para enviar mensajes de alarma visual. Es utilizado como indicador de funcionamiento.

Motor AC

Características Técnicas: Voltaje: 110 Vac Tipo: Motor de inducción Velocidad: 900 rpm

Descripción: Motor de velocidad variable y alto torque que funciona con corriente alterna. Este motor está construido de manera que cuando los devanados inducido e inductor están unidos en serie y circula una corriente por ellos, se forman dos flujos magnéticos que al ser alimentados con tensión alterna provocan el giro del rotor.

Aplicaciones: Generación de movimiento circular.

FICHA TÉCNICA

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Electro válvula

Características Técnicas: Presión de trabajo: 0,5-10Kg Voltaje: 110 Vac Estado Inicial: NC Conexión: ¼ “ NPT Temperatura de operación: -10 a +80°C Medio de trabajo: Aire, Agua, Aceite. Se recomienda ubicar la válvula en posición vertical para que la fuerza de gravedad ayude a bloquear el ducto.

Descripción: Permite el paso de líquido cuando es activada y lo bloquea cuando se apaga. Al conectar la válvula a la alimentación se genera un electroimán en la bobina. El campo magnético atrae al vástago metálico y deja pasar el fluido. Cuando se desconecta la válvula, un resorte hace que el vástago baje e interrumpe el paso de fluido.

Aplicaciones: Control de flujo de líquidos.

Zumbador

Características Técnicas: Buzzer 12 V DC 60 db

Descripción: Indicador sonoro que transforma la energía eléctrica en energía sonora. Cuando el zumbador se conecta, empiezan a vibrar unas membranas, las cuales producen el sonido característico.

Aplicaciones: Es utilizado para enviar mensajes de alarma sonora.

FICHA TÉCNICA

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Moto Bomba

Características Técnicas: Voltaje: 110 Vac Tipo: Centrífuga Flujo: 0,10 lpm

Descripción: Se trata de un sistema mecánico compuesto por una bomba (medio de transporte de fluidos líquidos) y el mando (motor). Tiene la finalidad de bombear agua de un depósito y trasvasarla hacia otro lugar a través de una manguera. Tiene una entrada, y una salida, y a ambas se puede conectar una manguera.

Aplicaciones:

• Transporte de agua de un punto a otro.

• Se utiliza en la industria de la construcción o en la agrícola

FICHA TÉCNICA

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7.3 Equipos de laboratorio

Balanza Electrónica


• Planto en acero inoxidable de 21 x 27 cm2.

• Funda termormada en acetato para proteger de derrame accidental de líquidos.

• Display de cristal líquido retriluminado de alta visibilidad.

• Alimentación con adaptador DC. • Duración de la batería: 60 horas de

autonomía. • Función de acumulación . • Sistema de tara para descontar

recipiente. • Calibración y programación por

teclado. • Voltaje de carga 110 VAC/60 Hz. • Temperatura de operación: 0°C a 40

°C. • Humedad relativa. Hasta 85% no

condensada. Capacidad: • Max: 6kg • Min: 10 g • d: 0.5 g • e: 5 g

Aplicaciones: Es utilizada para trabajos de laboratorio, con el fin de determinar la densidad relativa de los suelos.

Recomendaciones Fijar la balanza en un mesón estable. Centrar la carga sobre el platillo lo mejor posible. El objeto a pesar debe estar a temperatura ambiente y tener precauciones especiales al pesar líquido.

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Plancha de Calentamiento.


• Temperatura de funcionamiento, rango 50Cº-350°C.

• Tensión de alimentación 100 a 135 Voltios.

• Resistencia circular de 155 mm. • Plato calefactor en fundición gris. • Potencia de 500 wattios. • Control de temperatura electrónico

que garantiza una regulación de la temperatura constante y homogénea en la superficie calefactora.

• Dimensiones 60 mm x 190 mm • Interruptor general. • Termostáto de precision.

Aplicaciones: Son indicadas para usos en laboratorios, en operaciones de evaporación, secados y otras que requieran calentamiento uniforme y controlado en el plato.

Recomendaciones

• El tocar la superficie caliente causa quemaduras.

• Utilice guantes apropiados, pinzas transportadoras para retirar los objetos.

• Mantenga el equipo apagado mientras no lo use.

• Procure no conectar el equipo sin la instalación a tierra y no trabaje con conectores que simulen el polo a tierra.

• No destape el control eléctrico de temperatura y manténgalo separado del equipo evita que sobre éste sea derramado algún líquido, en especial cuando se encuentren en funcionamiento.

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Termómetro

Características Técnicas: • Rango -10 A 200°C ALCOHOL ROJO • Divisiones: 1 ºC • Graduación exterior en color marrón

Aplicaciones: Termómetro para propósitos generales Laboratorios, refrigeración, alimentos.

Recomendaciones Frágil, no golpear, manipular con extrema precaución.

Vaso de Precipitados

Características Técnicas: • Vaso de vidrio Forma Baja DURAN • Capacidad 600 ml • Material en Boro silicato, resistente a

altas temperaturas indirectas.

Aplicaciones Ofrece gran resistencia química al agua, ácidos, soluciones salinas, soluciones orgánicas y soluciones alcalinas. Resiste altas temperaturas y al choque térmico.


FICHA TÉCNICA

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Probeta

Características Técnicas: • Vidrio de Boro silicato. • Capacidad 500mL • Graduación cada 5mL • Base redonda • Pico para un fácil vertido.

Aplicaciones: Elemento indispensable de laboratorio para la preparación de soluciones o medición de volúmenes de toda clase de líquidos.


Erlenmeyer 250mL, 500mL, 1000mL

Características Técnicas: • Vidrio de Boro silicato. • Capacidad 250mL, 500mL, 1000mL • Graduado • Cuello estrecho.

Aplicaciones: Elemento ampliamente usados en laboratorios ya que su forma cónica permite agitar soluciones sin riesgo de derrames, ideales para el calentamiento de muestras debido a su resistencia térmica.


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Tubo de Ensayo

Características Técnicas: • Vidrio transparente de Borosilicato • Dimensiones 16X160mm. • Fondo redondo • Volumen aprox.: 25 ml.

Aplicaciones: Elemento básico de laboratorio se utiliza para contener pequeñas muestras líquidas, y preparar soluciones.

Recomendaciones Frágil, no golpear, manipular con extrema precaución. Los cambios radicales de temperatura pueden provocar rompimiento.

Gradilla de madera

Características Técnicas: • Gradilla de polipropileno autoclavable • Capacidad: 12 tubos de 16mm • Base con orificios de drenaje. • Soportes de secado.

Aplicaciones: Se utiliza para dar soporte y almacenar los tubos de ensayo en perfecto orden.

Recomendaciones Poner la gradilla en un mesón estable.

FICHA TÉCNICA

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Pinza Tubo de Ensayo

Características Técnicas: • Pinza de Madera • Largo 20cm

Aplicaciones: Esta herramienta sirve para sujetar los tubos de ensayos, mientras se calientan o se trabajan con ellos.

Recomendaciones Exclusiva para tubos de ensayo, no utilice con otros recipientes.

Vidrio de Reloj


• Vidrio de Boro silicato. • Bordes pulidos • Diámetro 100mm • Forma cóncava

Aplicaciones: Pueden ser utilizados como bandeja de pesaje, para el secado de sólidos húmedos, para observaciones de objetos bajo estereomicroscopios, como recipiente para la cata de aceites o como tapa para vasos de precipitados, matraces y otros recipientes.


FICHA TÉCNICA

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Espátula

Características Técnicas: • Hoja en acero inoxidable. • Mango en madera. • Ancho 29cm

Aplicaciones: Elemento de gran utilidad en el traslado de productos en polvo o preparar mezclas.

Recomendaciones Lavar y secar para evitar oxidación. No utilice como cuchillo. Evite la aplicación de fuerza excesiva para mantener la forma de la hoja.

Varilla de Vidrio

Características Técnicas: • Vidrio transparente. • Diámetro 0.6cm • Largo 13cm

Aplicaciones: Varilla de vidrio utilizada para agitar soluciones o líquidos, con el fin de homogenizar


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Embudo Vástago Corto


• Vidrio de Boro silicato. • Liso de roma corta • Diámetro del embudo 80mm • Capacidad de 100mL. • Resistente a la acción de ácidos y bases y

al choque térmico.

Aplicaciones: Ideal para el trasvase de líquidos a frascos de boca estrecha o para filtración de soluciones


Embudo Plástico

Características Técnicas: • Embudo de polipropileno. • Diámetro del embudo 100mm • Capacidad de 150mL.

Aplicaciones: Ideal para el trasvase de líquidos a frascos de boca estrecha.

Recomendaciones No resiste a la acción de ácidos y bases. No exponer al fuego.

FICHA TÉCNICA

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Vaso Precipitado Plástico


• Elaborado en polipropileno. • Capacidad para 600 ml.

Aplicaciones: Recipiente plástico de forma cilíndrica y fondo plano, usado en el laboratorio para contener líquidos que interviene en procesos químicos, como la precipitación. Consiste en separar un sólido de un líquido en el que está mezclado sin disolverse. El sólido precipita (se hunde), si posee mayor peso específico que el líquido. De lo contrario, flota. Además sirve para realizar vaporizaciones rápidas, ya que posee una boca ancha, y para mezclar allí varios elementos.

Recomendaciones No acerque el vaso a superficies calientes, no golpear, no realice cambios bruscos de temperatura.

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Frasco lavador

Características Técnicas: • Frasco de polipropileno • Capacidad 250mL. • Pared gruesa • Tapa a rosca • Tubo de inyección.

Aplicaciones: Se utilizan para el enjuague de material de laboratorio o para contener algún solvente como agua destilada.

Recomendaciones No resistente al calor, acción de ácidos o bases.

Mechero de Alcohol


• Mechero en aluminio • Orificio con tapón para llenado. • Tapa para apagar la mecha. • Capacidad 140mL.

Aplicaciones: Es usado en laboratorios para calentar o esterilizar muestras o reactivos químicos.

Recomendaciones Fijar en un mesón, no trasladar durante su uso. No deje desatendido el mechero mientras este encendido.

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Espátula - Cuchara


• Espátula-Cuchara de polipropileno. • Ancho 15cm

Aplicaciones: Elemento de gran utilidad en el traslado de productos en polvo o preparar mezclas.

Recomendaciones No exponer al fuego.

Pipeta


• Vidrio transparente • Con graduación Ámbar de abajo a

arriba (cero en la punta) • Capacidad 10.0mL. • Diámetro 10mm. • Longitud 345mm • Graduación 0.1mL.

Aplicaciones: Es indispensable para trabajos que requieran la medición de volúmenes exactos. Y permiten el vertido de cualquier volumen.


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Sistema Integrador Ciencia y tecnología · 2011. 9. 29. · FICHA TÉCNICA 4 1. INTRODUCCIÓN Esta aplicación educativa integra la tecnología como herramienta para el estudio de