Construcción y control de una maqueta de un ciclotrón electromecánico

Abstract

¿Es posible acelerar una bola mediante la generación de campos magnéticos? Este proyecto tiene como objetivo diseñar e implementar una maqueta que permita acelerar una bola metálica en un circuito cerrado, inspirado en un ciclotrón. La bola metálica debe acelerarse dentro de un circuito cerrado a partir de buscar disparos óptimos en una bobina. Los disparos se buscarán en función de la velocidad de la bola y de la distancia de esta respecto la bobina. Para simular el sistema utilizamos el programa SIMULINK de MATLAB a partir de las ecuaciones diferencias del sistema y utilizando la función fminsearh para encontrar los disparos óptimos. En las simulaciones comprobamos que era posible encontrar puntos de disparo y acelerar la bola mediante campos magnéticos producidos por un grupo de bobinas. Para llevar esto a la práctica se ha realizado el montaje de una maqueta basándonos en el modelo de un ciclotrón. Decidimos utilizar las bobinas más pequeñas que nos permitieran mover la bola y de esa manera maximizar la importancia de la obtención de los puntos de disparo óptimos. Para implementar el control y probar las simulaciones realizadas decidimos utilizar una placa FLEX que el departamento disponía en ese momento. Esta placa incluye un microprocesador DSPIC con un Kernel en tiempo real. Una vez construida la maqueta y realizada su puesta en marcha más programación del control en la placa FLEX se han determinado los puntos de disparo óptimos y se han obtenido resultados prácticos que confirman las simulaciones realizadas en el inicio del proyecto.