Introducción

Buenas!, somos Raúl y José (padre e hijo), y estamos encantado de contribuir a este blog con nuestro primer artículo.

Para quienes no nos conozcáis, nos hemos unido a La Jaquería para:

1. Rodearnos de personas como vosotras, mentes inquietas, personas con cultura hacker y maker.
2. Y para animarnos a crear más cosas juntos ☺️.

Así que si alguien se quiere unir a nosotros… ¡que nos avise! 😁.

Bueno, hoy os vamos a hablar del primer proyecto que hemos hecho, esta máquina de refrescos:

Y aunque confieso que en casa somos bastante estrictos con el uso de YouTube… la idea de este proyecto se la tenemos que agradecer al canal de “The Q Español” en esta plataforma, ya que fue donde José encontró el vídeo que nos sirvió de inspiración.

Aquí os dejamos el vídeo de presentación que hicimos para el recuerdo. Y por ponérselo más difícil a Jose…😂 lo hicimos en inglés:

📝 NOTA: Aunque como se puede intuir, no ensayamos más de un par de veces 😂. Tras tanta espera… estaba ya impaciente por probar su nueva máquina.

Bueno, dicho esto, en este artículo vamos a compartir: nuestra experiencia, los materiales y herramientas usadas, y los pasos seguidos, para quienes queráis repetirlo en casa.

📝 NOTA: Se podría decir que hemos usado el aprendizaje basado en proyectos (ABP) para pasar el rato en familia y creando algo chulo, mientras aprendíamos y nos divertíamos.

Y aunque inicialmente la idea era que Jose aprendiese conceptos básicos de electricidad y física, admito que yo también he aprendido y refrescado cosas que tenía olvidadas.

Qué aprendimos

En este proyecto hemos visto muchos conceptos sobre:

• ⚡ Electricidad básica:
  • Qué es la electricidad y para qué sirve.
  • Algunas formas de obtenerla.
  • Formas de almacenamiento y transporte.
  • Tipos de electricidad: estática y dinámica.
  • Qué son los átomos, cargas positivas (protones) y negativas (electrones).
  • Unidades de electricidad: voltios, amperios, ohmios y vatios.
  • Algunas diferencias entre tipos de pilas: formas, tamaños, recargable y no recargables.
  • Qué es un circuito eléctrico.
  • Qué es una fuente de electricidad, alimentación, o batería.
  • Materiales conductores y aislantes.
  • Corriente alterna y continua.
  • Para qué sirven los cargadores y transformadores.
  • Cómo se representa gráficamente un circuito eléctrico con componentes básicos.
  • Cómo elegir la tensión el grosor del cableado del circuito.
  • La diferencia entre conectar pilas en serie y en paralelo.
  • Cómo se calcula la vida útil de una fuente de alimentación.
• ⚙️ Física básica:
  • Qué es un sistema de extracción por presión neumática.
  • Conceptos básicos de cómo funciona la presión.
  • Cómo funciona una bomba de aire.
• 📦 Otros
  • Aprendimos cómo se llaman muchos materiales.
  • Cómo usar diferentes herramientas de trabajo.
  • El precio aproximado de diferentes materiales.
  • Nociones básicas de diseño de producto.

Antes de empezar

⚠ AVISO: Descargo de responsabilidad
Este tutorial debe ser realizado bajo la supervisión constante de un adulto. Pretende ser educativo y divertido, pero pero eso no impide que se puedan producir accidentes si no se usan las herramientas y los materiales con cuidado. Por tanto, no asumimos ninguna responsabilidad por accidentes, lesiones o daños que se pudiesen producir durante la construcción o el uso de esta máquina.

Requisitos

Empecemos repasando qué conocimientos, tiempos, materiales y herramientas vamos a necesitar.

Conocimientos

¿Para poder seguir este tutorial hay que ser manitas?, ¿o especialmente hábil con la tecnología?. Nuestro objetivo es que no, es que lo podáis seguir cualquier familia, independientemente del conocimiento o experiencia previa que tengáis.

Por eso lo hemos dividido en varios apartados, en los que explicamos cada paso detalladamente, incluso los conceptos teóricos para poder entender el funcionamiento de cada parte.

Tiempo

¿Hace falta mucho tiempo? Pues una vez conseguidos los materiales, a nosotros nos llevó aproximadamente 6 horas hacer nuestra máquina, pero es cierto que:

1. A nosotros nos llevó un buen rato diseñar las plantillas de cartón. En vuestro caso os damos ya una plantilla con las medidas.
2. Perdimos tiempo haciendo y deshaciendo algunas conexiones eléctricas en varias ocasiones. En vuestro caso, si seguís el orden de los pasos de este tutorial, no os pasará lo mismo.

Estimamos que en 3 o 4 horas os debería dar tiempo de sobra.

Materiales

En cuanto a los materiales usados, os adelantamos que los materiales que os recomendamos a continuación no coinciden al 100% con la máquina que hicimos nosotros, y que veréis en las fotos.

En este artículo proponemos los materiales que compraríamos a día de hoy, si tuviésemos que repetirla, en base a las lecciones aprendidas.

Empecemos con el presupuesto aproximado de materiales: 35€. Aunque si ya dispones de algunos de estos materiales posiblemente te salga por menos.

En la siguiente imagen puedes ver el listado de materiales que os harán falta:

A continuación os dejamos un listado con un enlace donde poder comprarlos, al menos a día de hoy, y el precio aproximado:

• 3 x Bombas de aire (6V): ~12€ (ejemplo).
• Tubos flexibles de PVC: (ejemplo).
  • 1 x Diametro interior-exterior (4mm-5mm) x 1 metros: 1€.
  • 2 x Diametro interior-exterior (6mm-8mm) x 1 metros: 2,66€.
• Baritas de pegamento termofusible (2): ~2€ (ejemplo).
• 3 x Pulsadores: ~3€ (ejemplo).
• 4 x Pilas AAA: 1,5€ o ~11€ recargables (ejemplos: no recargables / recargables).
• 1 x Caja porta baterías (AAA): 0,20€ (ejemplo).
• 1 x Cinta aislante: ~1,5€ (ejemplo).
• Sujetadores de papel (~20): ~2,5€ (ejemplo).
• 1 x Cinta de embalar: ~3€ (ejemplo).
• 3 x Botellas de refresco (de ~1,25 litros cada una): ~3€.
• Rollo de cable eléctrico: 1€ (~1,5 metros >=22/24 AWG) (ejemplo).
• 1 caja de cartón: ¿gratis?, si la coges de un contenedor de reciclaje 😜.

Herramientas

• Pistola adhesiva de pegamento: ~13€ (ejemplo).
• Alicates de punta fina.
• Cúter y/o tijeras.
• 1 punzón o cuchillo.

📝 INFO: En comparación con el vídeo de YouTube, nosotros reemplazamos el soldador y el estaño por cinta aislante, más fácil de manipular y menos peligroso.

Pasos

Si sois como nosotros, os gustará hacer las cosas primero. Por eso hemos incluído primero los pasos para fabricar la máquina, y a lo largo del proceso, hemos añadido alguna referencia a la teoría que nos ayudará a entender cómo funciona todo. Pero si no podéis verla al final.

1) Estructura

Empezaréis fabricando la estructura de cartón, que se compone de tres piezas.

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📝 PARA HACER LA ESTRUCTURA NECESITARÉIS

Tiempo aproximado: 1,5 horas.

Herramientas:

• Tijeras o cúter.
• Regla (o cinta métrica).
• Punzón (opcional).
• Escuadra (o algo que nos sirva para hacer ángulos rectos).
  Nosotros usamos un libro grande de tapa dura, concretamente “La pequeña oruga glotona” 😂.

Materiales:

• Cartón para hacer tres piezas: una de 140cm x 60cm, y dos de 46cm x ~36cm.
• Cinta de embalar.
• 3 pulsadores.
• ~20 sujetadores de papel (opcional).

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PIEZA PRINCIPAL

Empezad cogiendo una pieza de cartón que podáis recortar en una forma rectangular de 140cm x 60cm. Deseablemente sin dobleces, pero si los tiene, dibujad la plantilla sobre el cartón, e intentad hacer coincidir los dobleces con los que aparecen en la imagen:

Los dobleces deben estar a las siguientes distancias del origen: 30cm, 70cm, 85cm, 110cm, y 125cm.

A continuación cortad el cartón con las tijeras o cúter, y luego haced los dobleces. Para conseguir que el doblez sea perpendicular al lateral del cartón, usad cualquier objeto resistente y recto, os puede valer una escuadra, un libro de tapa dura, …

📝 NOTA: Tras hacer los dobleces no peguéis nada, ya que esta parte será la que contenga la tapa que se tiene que poder abrir después para introducir las bebidas.

LATERALES

A continuación vais a hacer las dos piezas laterales que os ayudarán a que la estructura mantenga la forma que queremos.

Recortad dos cartones con la forma y dimensiones que se muestran en la primera imagen:

Hecho esto, tendréis que dar un pequeño corte en la línea punteada roja, y posteriormente doblar las solapitas de color azul (de 6cm) que servirán de refuerzo. Para asegurar que los dobleces os salgan rectos también os podéis ayudar de la regla/libro.

Ahora sí, juntamos las tres piezas dejando las solapas por dentro de la pieza principal, y las unimos usando la cinta de embalar para que mantengan la forma.

💡 RECOMENDACIÓN: Opcionalmente, si queréis, podéis reforzar la unión de las tres piezas abriendo agujeritos y usando los sujetadores de papel como se muestra a continuación:

Nota: Nosotros los hicimos días después 😜.

Y para ir terminando la estructura usaréis el punzón (o unas tijeras), para abrir tres agujeritos donde colocar los pulsadores en el panel frontal.

Si los queréis equidistantes y centrados, deberían estar a 15cm cada uno entre sí, y también de los laterales.

Y a continuación desenroscad y colocad los tres pulsadores en el frontal, como se muestra en la imagen:

De la misma forma, en el panel inferior y a la misma distancia, haced los tres agujeros por donde luego colocaremos el tubo flexible de PVC (el más gordito). Pero antes de hacerlo os recomiendo que forréis con cinta de embalar ese cartón, porque si no luego se puede humedecer de meter y sacar los tubos de PVC.

💡 OTRO CONSEJO: Usa las tijeras o algo similar para agrandarlo poco a poco, e id comprobando con el propio tubo de PVC que el tamaño se ajuste al máximo. No querréis que cuando estés echando el refresco el tubo se mueva mucho.

¡Enhorabuena, con esto ya habéis terminado de hacer la estructura!.

Si os fijáis, en la base donde irán los refrescos, los refuerzos provocan un pequeño escalón. Si os sobra cartón, podríais recortar un tozo para ponerlo en la base y disimular ese escalón, si no, al colocar las botellas puede que se queden un poco inestables.

2) Circuito

A continuación vais a montar el circuito eléctrico que hará que cuando presionéis cada uno de los pulsadores se active una bomba de aire diferente.

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📝 PARA HACER EL CIRCUITO NECESITARÉIS

Tiempo aproximado: 45 minutos.

Herramientas:

• Alicates o tijeras.

Materiales:

• Rollo de cable eléctrico (~1,5 metros).
• 3 Bombas de aire.
• 4 Pilas AAA.
• 1 Caja porta baterías.
• Rollo de cinta aislante (no de embalar).

Y los tres pulsadores que ya están colocados en la estructura.

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Empezad cortando el cable eléctrico en 9 trozos. El cable no es necesario que sea negro y rojo, pero en cualquier caso, es una buena excusa para explicar que hay una convención establecida para indicar que en los circuitos de corriente continua el color negro se usa para representar el polo negativo (-) y el rojo al positivo (+).

📚 Si queréis consultar alguno de los conceptos como: corriente, la función de los cables conductores, la fuente de alimentación, ... expandid esta sección.

Para que los tengáis más a mano, aquí os dejamos un índice con las explicaciones teóricas para entender todo lo relacionado con el funcionamiento del circuito: * [¿Qué es la electricidad?](#qué-es-la-electricidad) * [Unidades de medida: voltios, amperios, ohmios y varios](#unidades-de-medida-voltios-amperios-ohmios-y-vatios) * [Diferencias entre tipos de pilas](#diferencias-entre-tipos-de-pilas) * [Pilas alcalinas vs recargables](#pilas-alcalinas-vs-recargables) * [Formas y tamaños de pilas](#formas-y-tamaños-de-pilas) * [¿Qué es la corriente continua y alterna?](#qué-es-la-corriente-continua-y-alterna) * [¿Cómo se representa gráficamente un circuito eléctrico?](#cómo-se-representa-gráficamente-un-circuito-eléctrico) * [¿Qué fuente de alimentación usar?](#qué-fuente-de-alimentación-usar) * [¿Qué grosor de cable eléctrico usar?](#qué-grosor-de-cable-eléctrico-usar) * [¿Cómo se calcula la vida útil de la fuente de alimentación?](#cómo-se-calcula-la-vida-útil-de-la-fuente-de-alimentación) * [¿Como saber cuánta energía gasta un aparato en una hora?](#cómo-saber-cuánta-energía-gasta-un-aparato-en-una-hora)

Para que no os sobre demasiado cable, y la fuente de alimentación quede en el centro, las longitudes de los cables deberían ser aproximadamente:

• 3 x 9cm (🔴 rojo)
• 2 x 20cm (🔴 rojo)
• 1 x 10cm (🔴 rojo)
• 2 x 15cm (⚫️ negro)
• 1 x 20cm (⚫️ negro)

Ahora pelad un poquito cada extremo de cada cable (~1cm) para poder hacer las conexiones.

Y como los pulsadores ya están colocados en la estructura, ahora trabajaréis sobre la caja. Así que lo primero que tenéis que hacer es poner algo de contrapeso dentro. Pueden ser las propias botellas.

💡 DEMOSTRACIÓN: Demostración Empezad montando un circuito simple, para hacer una demostración sencilla.

Haced las dos conexiones con el pulsador (1) y (2), entre el pulsador y el motor (3), con el motor (4), y los cables (5) y (6) con la caja porta baterías (representado por una pila en el dibujo).

Ahora colocad las pilas dentro de la caja porta baterías y apretad el pulsador. Veréis cómo se enciende el motor y sopla aire:

Podéis aprovechar para repasar la teoría y ver cómo se mueven las cargas eléctricas por el conductor al cerrar el circuito, cómo se dibuja el diagrama del circuito eléctrico, y cómo se representan componentes como el pulsador, la alimentación o el motor.

Recordad, todo esto está explicado en los recursos que hemos compartido en el apartado de Teoría > Circuito.

Ya está todo listo para terminar del montar el circuito.

En la siguiente imagen se muestra cómo hacerlo, y en qué posición deberíais poner cada cable:

• 🔴 Rojo: de 9cm (1) (2) (3), de 20cm (4) (5), y de 10cm (6).
• ⚫️ Negro: de 15cm (7) (8), y de 20cm (9).

Los cables que en el dibujo se ven conectados a la pila, conectadlas a la caja porta pilas.

⚠️ LECCIÓN APRENDIDA: En nuestro caso nos equivocamos y no solo usamos un cable excesivamente grueso de lo necesario (1,5mm de grosor), si no también una pila de 9V, lo que nos llevó a usar un conector como el que se ve en la imagen, para poder quitar y poner las pilas fácilmente:

Para terminar, os recomendamos poner cinta aislante en las conexiones que podáis ver más débiles.

Nosotros, como véis en las imagenes de arriba y abajo, lo hicimos en todos los bornes de los pulsadores y de las bombas de aire, además de en las conexiones con el conector de la pila:

ACLARACIÓN: En realidad el plástico rojo que se ve en la unión del cable eléctrico con el conector de la pila, fue una “mejora” posterior, donde lo que hicimos fue una soldadura con estaño, y luego pusimos una envoltura termoretráctil para protegerla.

Aunque tanto la cinta aislante como la envoltura se usan para aislar y proteger conexiones eléctricas, hay sutiles diferencias:

• Las envolturas resisten mejor la humedad y la temperatura, además de que no se despegan con el tiempo.
• La cinta aislante es más fácil y rápida de aplicar, además de que puede retirarse con el tiempo.

3) Dispensadores

¡Ánimo, ya casi estáis!, ¡sólo os queda hacer los dispensadores de bebida! 🥳.

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📝 PARA HACER LOS DISPENSADORES NECESITARÉIS

Tiempo aproximado: 20 minutos.

Materiales:

• 3 Tubos flexibles de PVC.
• 3 botellas de bebida/refresco.
• 1 Barrita de pegamento termofusible.

Herramientas:

• Tijeras o cúter.
• Punzón o cuchillo.
• Alicates de punta fina (o algo para abrir el agujero).
• Pistola de pegamento.

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Empezad por cortar los dos tubos grandes de PVC (6mm-8mm) por la mitad, para que os queden cuatro partes de ~50cm. Estos serán los tubos por donde saldrá la bebida.

Ahora cortad el tubo pequeño (4mm-5mm) en tres trozos de 25cm, que serán los que usaréis para introducir el aire en la botella.

Y a continuación, sin quitar las botellas de su sitio, desenroscad los tapones. En cada tapón tendréis que hacer dos agujeros, uno para introducir un tubo grande y otro para el pequeño.

Nuestro consejo es que abráis un agujerito pequeño con un punzón, un cuchillo, destornillador pequeñito, o algo similar. Y luego abráis poco a poco cada agujero hasta que entren ambos tubos, intentando que no quede mucha holgura.

Nosotros lo intentamos primero con un taladro, pero nos pareció peligroso y pasamos a un punzón. Luego introdujimos poco a poco la punta de un alicate de punta fina para ir agrandando los agujeros hasta conseguir que pasara cada tubo.

Por último, introducid los tubos y enroscad los tapones en las botellas. Los tubos gruesos tienen que llegar al fondo de las botellas y los finitos sólo tienen que atravesar los tapones.

Luego, usad la pistola de pegamento para sellar las aperturas y que no pueda salir aire a través de los agujeros del tapón. Tal que así:

4) Ensamblaje

Ya está todo listo para que hagáis las últimas conexiones.

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📝 PARA ENSAMBLAR NECESITARÉIS

Tiempo aproximado: 5 minutos.

Materiales:

• Cinta aislante.

Herramientas:

• Vuestas manos 😜.

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Ya sólo os queda conectar los tubos finos de PVC a las salidas de aire de las bombas como se muestra a continuación:

⚠️ CUIDADO: Cuidado que si conectáis el tubo a la entrada de aire en lugar de a la salida, podría entrar refresco en la bomba de aire, lo decimos por experiencia 😜, así que aseguraos que sea la salida. Lo más sencillo es que encendáis el circuito apretando el pulsador, y notaréis por dónde sale el aire.

Finalmente, colocad la punta del tubo de PVC más grueso en el agujero de la caja de cartón.

Como podéis ver en la siguiente foto, nosotros decidimos fijar los motores a la caja de cartón con cinta aislante, para que no se moviesen con la vibración, quedando el resultado así:

¡Enhorabuena, ahora sí que habéis terminado!. Si todo ha ido bien, ya deberíais poder poner un vaso bajo alguno de los tubos y serviros vuestra bebida tal que así:

💡 CONSEJO Para evitar ese molesto goteo después de haber dejado de pulsar el botón, lo ideal es añadir una válvula de retención de fluidos (de 6mm). Esto es especialmente importante cuando las gotas en la mesa pueden manchar, como con el mosto de uva roja (también lo decimos por experiencia xD).

Teoría

En este apartado encontraréis todos recursos y explicaciones entender el funcionamiento de la máquina de refrescos.

Circuito

Os volvemos a dejar el índice de este apartado:

• ¿Qué es la electricidad?
• Unidades de medida: voltios, amperios, ohmios y varios
• Diferencias entre tipos de pilas
  • Pilas alcalinas vs recargables
  • Formas y tamaños de pilas
• ¿Qué es la corriente continua y alterna?
• ¿Cómo se representa gráficamente un circuito eléctrico?
• ¿Qué fuente de alimentación usar?
• ¿Qué grosor de cable eléctrico usar?
• ¿Cómo se calcula la vida útil de la fuente de alimentación?
• ¿Como saber cuánta energía gasta un aparato en una hora?

¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD?

Este vídeo de “Smile and Learn” de 13 minutos explica qué es la electricidad y para qué sirve, algunas formas de obtenerla, cómo se almacena y transporta, tipos de electricidad (estática y dinámica), qué son los átomos, cargas positivas (protones) y negativas (electrones), etc

UNIDADES DE MEDIDA: VOLTIOS, AMPERIOS, OHMIOS y VATIOS

A continuación vamos a describir algunas unidades importantes de la electricidad:

• 🔌 VOLTIOS (V) - Los voltios se pueden entender como la presión del agua en una manguera. Si la presión es alta, el agua sale con más fuerza. En electricidad, los voltios representan la fuerza con la que la corriente es empujada a través de los cables. Una pila pequeña tiene 1,5 voltios (como un chorro suave), mientras que un enchufe en España tiene 220 voltios (como un chorro fuerte).
• 💧 AMPERIOS (A) - Los amperios miden cuánta agua está pasando por la tubería. Si el tubo es muy grande y fluye mucha agua, hay muchos amperios. En electricidad, más amperios significan más corriente moviéndose por el cable. Por ejemplo, para electrodomésticos de alto consumo, como el horno, es importante usar un cableado adecuado para evitar sobrecalentamientos. Depende de la potencia del horno
• 🚧 OHMIOS (Ω) - Los ohmios son como la resistencia en la tubería. Si la manguera es muy estrecha, el agua pasa con más dificultad. En electricidad, los ohmios dicen cómo de difícil es para la corriente pasar por un material. Un cable de cobre tiene poca resistencia (como una manguera ancha), pero un mal conductor, como el plástico, tiene mucha resistencia.
• ⚡ VATIOS (W) - Los vatios son como la fuerza con la que sale el agua de una manguera. Si tienes mucha presión (voltios) y mucho caudal (amperios), el chorro será muy fuerte y moverá más cosas. En electricidad, los vatios indican cuánta energía se usa en un aparato, como una bombilla o un motor. Se calculan multiplicando voltios × amperios.

En relación a estas unidades, es bueno saber que:

• 🚨 Si se conecta un aparato diseñado para funcionar a un voltaje determinado a una fuente de alimentación con un voltaje mayor, podrías quemarlo.
• 🔥 Si un cable delgado tiene que soportar una corriente alta (alto amperaje), se calentará mucho y puede quemarse.
• 🪫 Cuando una pila se va gastando, el voltaje va bajando hasta que no puede alimentar bien los aparatos. Por ejemplo, la mayoría de los aparatos dejan de funcionar bien si la pila baja de 1,1V o 1,0V. Y algunos dispositivos más exigentes pueden necesitar al menos 1,2V para funcionar correctamente. Asi que si una pila de 1,5V:
  • Tiene más de 1,3V → Aún tiene carga.
  • Está entre 1,0V y 1,2V → Está casi agotada.
  • Tiene menos de 1,0V → Está gastada

DIFERENCIAS ENTRE TIPOS DE PILAS

Pilas alcalinas vs recargables

Las pilas alcalinas y las pilas recargables sirven para dar energía a juguetes, mandos y otros aparatos, pero funcionan de manera diferente.

Cuando hablamos de energía, nos referimos a la cantidad de electricidad que necesitan para funcionar en un tiempo determinado. La energía se mide en vatios-hora (Wh) y depende de la potencia del dispositivo (W) y el tiempo que está en uso (h). Por ejemplo, un mando a distancia consume muy poca energía porque sólo usa la pila unos segundos cuando pulsas un botón, pero un scalextric a pilas consume mucha más energía porque se usa más intensamente.

Las pilas alcalinas son de un solo uso: cuando se gastan, hay que tirarlas y poner nuevas. En cambio, las pilas recargables se pueden cargar muchas veces con un cargador especial, así no hay que comprar pilas nuevas tan seguido.

Una diferencia importante es el voltaje. Las pilas alcalinas suelen tener 1,5V, mientras que la mayoría de las recargables tienen 1,2V.

Aunque parezca poca diferencia, como dijimos en el apartado anterior, algunos aparatos necesitan más voltaje para funcionar bien, por lo que a veces las alcalinas duran más en esos casos. Sin embargo, las recargables pueden ser mejores para cosas que se usan mucho, porque se pueden recargar y reutilizar muchas veces.

Así pues, es mejor usar pilas alcalinas en aparatos que usas poco o que necesitan menos energía pero mayor voltaje (diferencial de potencial), mientras que las pilas recargables son ideales para dispositivos que usas a diario y que no necesitan voltajes tan altos para funcionar bien, como linternas o mandos a distancia. Así ahorras dinero y ayudas al medio ambiente generando menos basura.

Formas y tamaños de pilas

Hay pilas de diferentes formas y tamaños porque cada una está diseñada para distintos aparatos y necesidades. La diferencia no es solo la forma, si no también el voltaje, la capacidad y el tipo de uso.

• Pilas cilíndricas (como AA, AAA, AAAA, C y D): Son las más comunes y tienen un voltaje de 1,5V en alcalinas y 1,2V en recargables. La diferencia entre ellas es la capacidad, es decir, cuánta energía pueden almacenar. Por ejemplo, una pila D dura mucho más que una AAA, porque es más grande y tiene más capacidad.

• Pilas de botón (como las de relojes o audífonos): Son pequeñitas y su voltaje varía entre 1,5V y 3V, dependiendo del tipo. Se usan en dispositivos que necesitan poca energía pero por mucho tiempo, como relojes o calculadoras.

• Pilas cuadradas y de petaca: La más común es la 9V, que se usa en cosas como detectores de humo o micrófonos inalámbricos. Estas pilas pueden dar más voltaje porque están formadas por varias pilas más pequeñas dentro de la carcasa.

Aquí una muestra de varias pilas de diferentes formas y tamaños:

¿QUÉ ES LA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA?

Para dispositivos electrónicos como el que vamos a fabricar usaremos corriente continua, ¿pero qué es eso? ¿qué otro tipo de corriente hay y para qué se usa?.

Hay dos tipos de corrientes: la continua y la alterna, y es importante conocer la diferencia porque cada una se usa en diferentes aparatos y situaciones. La continua es ideal para dispositivos electrónicos como móviles, ordenadores y juguetes con pilas, mientras que la alterna es la que llega a nuestras casas para alimentar luces, electrodomésticos y enchufes.

Os dejo este vídeo de “AcademiaDII” con una explicación breve pero más completa:

Además, usar el tipo de corriente incorrecto puede dañar los aparatos o hacer que no funcionen, por eso es clave entender cuál se necesita y cómo convertir una en otra si es necesario.

📝 NOTA: La corriente en siglas

• Corriente Continua (CC); en inglés Direct Current (DC)
• Corriente Alterna (CA); en inglés Alternating Current (AC)

¿CÓMO SE REPRESENTA GRÁFICAMENTE UN CIRCUITO ELÉCTRICO?

Este otro vídeo de 3 minutos de Miguel Fernández Collado, aunque no esté hecho con los mismos componentes que nuestro circuito, nos servirá para explicar los conceptos básicos de la representación gráfica de un circuito eléctrico:

¿QUÉ FUENTE DE ALIMENTACIÓN USAR?

A continuación vamos a ver un vídeo de Pablo Electrum mostrando cómo conectar pilas en serie y en paralelo, algo que nos hará falta para entender lo que hace la caja porta baterías que usamos para alimentar nuestro circuíto.

Como en nuestro caso nosotros hemos usado bombas de aire de 6V, y vamos a usar pilas AAA (de 1’5V), necesitaréis cuatro pilas en serie, dado que 1’5V x 4 pilas = 6V.

¿QUÉ GROSOR DE CABLE ELÉCTRICO USAR?

Como ya hemos visto, elegir bien el grosor de cable es importante, especialmente que no sea demasiado fino para que no se sobrecaliente.

Cuando vamos a comprar un cable para electrónica, debemos elegir el tamaño que suele venir en AWG (American wire gauge; Calibre de cable americano).

Y recordemos que el tamaño que debemos de elegir dependerá de la corriente (amperios) que van a circular por él.

📝 NOTA: Si la longitud del cableado fuera muy largo, también habría que tenerlo en cuenta, pero en nuestro caso no es necesario.

Así que lo que debemos es mirar las características de nuestra bomba de aire:

Nosotros tenemos la bomba de 6V en corriente continua (DC). A continuación os dejo una tabla donde se puede ver para diferentes niveles de corriente el AWG recomendado, el diámetro del cable (por si tuvieses que medirlo, y para qué se suelen usar ese tipo de cables:

Corriente (A)	AWG recomendado	Diámetro (mm)	Observaciones
10 - 15	18 - 16	1.02 - 1.29	Cargas más grandes, tiras LED potentes
5 - 10	20 - 18	0.81 - 1.02	Motores DC medianos, cargas LED
3 - 5	22 - 20	0.64 - 0.81	Relés, solenoides pequeños
1 - 3	24 - 22	0.51 - 0.64	Pequeños motores, servos
0.5 - 1	26 - 24	0.40 - 0.51	LEDs, Arduino, señales de control
0.1 - 0.5	28 - 26	0.32 - 0.40	Alimentación de pequeños circuitos
0.01 - 0.1	30 - 28	0.25 - 0.32	Señales de sensores, datos, PCB

Dado que la corriente en nuestro circuito es menor o igual a 300 mA, o 0.3 Amperios, con un cable de 24 AWG nos sobra.

¿CÓMO SE CALCULA LA VIDA ÚTIL DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN?

A continuación vamos a calcular la vida útil de nuestra fuente de alimentación.

Para ello tenemos que tener en cuenta que:

• Pilas alcalinas estándar (AAA) tienen una capacidad de carga eléctrica de ~1200 mAh.
  • Si trabajamos con pilas recargables NiMH estas suelen ser de entre 800-1000 mAh.
• COmo ya hemos visto en la hoja de especificaciones de la bomba de aire, nuestra bomba de 6V necesita un máximo de 300 mA.

Por tanto para calcular la duración estimada sólo tenemos que dividir la capacidad entre el consumo.

Si se tratase de pilas alcalinas estándar (de 1200 mAh):

• Duración = Capacidad (mAh) / Consumo (mA) = 1200/300 = 4 horas

Si fuesen pilas recargables NiMH (800-1000 mAh), la duración sería entre:

• Duración = Capacidad (mAh) / Consumo (mA) = 800/300 = 2,6 horas
• Duración = Capacidad (mAh) / Consumo (mA) = 1000/300 = 3,3 horas

¿CÓMO SABER CUÁNTA ENERGÍA GASTA UN APARATO EN UNA HORA?

Para calcular el consumo en kilovatios-hora (kWh), que es lo que mide la factura de electricidad:

kWh = (Vatios × Horas de uso) / 1000

​Ejemplo: Una tele de 100W encendida 5 horas:

(100W × 5) / 1000 =0,5 kWh

Dispensadores

¿CÓMO FUNCIONA LA BOMBA DE AIRE?

El mecanismo es sencillo:

• Y es que el motor gira como una rueda. Cuando cierras el circuito y fluye la electricidad, el motor empieza a girar, como cuando pedaleas en una bicicleta y las ruedas se mueven.
• El motor mueve un pequeño “brazo” que a su vez mueve las piezas de goma flexibles, que suben y bajan cada vez que el motor gira. A esta pieza se le llama diafragma, porque funciona de manera similar al del cuerpo humano, que ayuda a los pulmones a coger y expulsar aire.
• El aire entra por un lado y sale por otro. Cuando la goma sube, aspira aire por un pequeño agujero. Cuando la goma baja, empuja el aire hacia afuera.

Y así se crea un flujo de aire constante. Como el motor nunca deja de girar, el aire sigue entrando y saliendo sin parar.

En el siguiente vídeo nos enseñan cómo es por dentro una de las bombas de aire que hemos usado en esta máquina:

¿POR QUÉ SALE EL LÍQUIDO?

Nuestro sistema utiliza aire para forzar la salida del líquido de la botella.

Técnicamente se le llama mecanismo de extracción por presión, y funciona de la siguiente manera:

• Cuando encendemos la bomba de aire, como hemos visto, esta genera un movimiento que consigue que entre aire por una de las boquillas y salga por la otra, a la que hay un tubo de PVC conectado.
• El aire fluye por este tubo y entra por el tapón a la parte alta de la botella.
• Al no tener por donde salir, dado que el tapón está sellado, hace que suba la presión y ésta empuje al líquido.
• Como el único sitio por donde puede salir es el otro tubo de PVC (el grueso), al no estar sellado, el líquido es empujado y sale por ahí.

En resumen, es como si intentásemos inflar un globo lleno de agua, y en el fondo del globo hubiese un agujerito muy pequeño por el que saliese el agua al soplar.

Lecciones aprendidas

Queríamos resumir en este apartado las cosas que cambiaríamos, si tuviésemos que hacer de nuevo el proyecto:

• Tener cuidado al doblar la pieza principal de la caja, para asegurar que no se viese la publicidad.
• Haber comprado analizado mejor el cable que necesitábamos.
• Haber usado la caja porta baterías AAA en lugar de una de 9V.
• Haber usado menos cinta de embalar y más sujetadores de papel.
• Haber ignorado las sugerencias de usar un taladro y soldador (por el peligro que suponen).
• Haber comprado la válvula de retención de fluidos o considerar la opción de poner algo para que recoja esas molestas gotas.

Próximos pasos

Este ha sido el primer proyecto que hemos documentado, aunque ya habíamos hecho algunas otras cosillas antes.

Expande si te interesa ver las otras cosas que hemos hecho 😊.

Que recuerde ahora mismo:

• En 2019, cuando compré el kit de Micro:bit para los talleres que organizamos desde Tomelloso Tech, hicimos que la placa de Micro:bit pusiera cara triste o contenta en función de si apretaba el pulsador izquierdo o derecho.
• En 2019 también colaboré con Technovation Families), aunque supongo que no se enteraba de nada, entrenamos una IA juntos para identificar perros y otras cosas.
• En 2022 hicimos un diseño básico de un personaje de Minecraft en Blender.
• * El año pasado (2024), publicamos su primer juego en su perfil de Scrach (Basket pong), y también hicimos en OctoStudio donde le introduje por primera vez el concepto de variables.
• Y estas navidades pasadas, también hicimos un mini montaje en vídeo con sus primos ("Excursión a las minas de Calahonda"), además de montar y programar el mBot que le trajo Papá Noel.

Aunque seguro que me dejo cosas...😅 A veces me planteo documentar alguna de las experiencias anteriores, pero la verdad es que se nos acumula el trabajo, y hay que decidir si documentar lo pasado o centrarse en lo futuro, y documentar este en concreto no ha sido rápido. ¡Así que ya veremos!.

Es más, en esta lista de reproducción vamos guardando algunas ideas, y ya hemos comprado materiales para hacer más cosas, como por ejemplo:

• Dos Joystick y una Raspberry Pi Zero W para crear una máquina Arcade.
• Varias cosas para aprender a soldar como este escarabajo y este coche.
• ELEGOO básico de iniciación, con Arduino.
• Una pantalla LCD con la que a lo mejor hacemos una mini consola (ya veremos)

Porque además de imprimir modelos de otras personas con nuestra nueva impresora 3D, también queremos diseñar e imprimir nuestras cositas…

Así que, en resumen… el futuro es incierto 😂.

Si alguna familia seguís el tutorial, por favor 🙏, hacédmelo saber. Podéis escribirme a través de cualquiera de mis redes o del correo (hhkaos@gmail.com).