En el siglo XIX, Nikola Tesla demostró por primera vez la tecnología de control inalámbrico para dispositivos. Controló un barco de juguete utilizando solo ondas de radio. La multitud estaba presenciando algo así por primera vez. Pensaron que Tesla estaba controlando el barco con magia o telepatía. Una versión avanzada de esta tecnología es algo que todos usamos en nuestra vida diaria. Bienvenidos a un viaje de diseño en el que entenderemos las ingeniosas invenciones de Nikola Tesla de manera sencilla.
El Parte de Control más Importante
La parte de control más importante del barco de juguete de Nikola Tesla es el timón. Cuando el timón está en un ángulo, se produce una fuerza de elevación y el barco gira debido al par producido. Si el ángulo del timón cambia, el barco podrá girar en diferentes direcciones. Tesla logró tres ángulos diferentes para el timón de su barco: cero grados, 45 grados positivos y 45 grados negativos. El timón no tenía otros ángulos intermedios. ¿Cómo logró estos tres ángulos distintos utilizando un mecanismo?
Mecanismo de Movimiento del Timón
El mecanismo desarrollado por Tesla para el movimiento del timón consiste en un motor de corriente continua y engranajes. El motor mueve el timón. Aquí podrías pensar que este mecanismo de engranaje sinfín es para reducir la velocidad, y estarías en lo correcto. Sin embargo, Tesla tenía otro uso importante para esto. Quería que el timón se mantuviera en la posición en la que estaba cuando el motor no estaba encendido.
No quería que el timón cambiara su ángulo debido a la fuerza del agua actuando sobre él. Esa es la peculiaridad del mecanismo de engranaje sinfín. El tornillo sinfín puede mover la rueda dentada, pero el movimiento de la rueda dentada no girará el tornillo sinfín. En resumen, este mecanismo de engranaje sinfín bloquea cualquier posible movimiento del timón debido a la fuerza del agua. Un genio absoluto aquí.
Mecanismo de Rotación del Timón
El motor mueve el timón, pero este mecanismo rota completamente el timón 360 grados. Solo queremos que el timón gire 45 grados, y después de alcanzar ese ángulo, debería dejar de girar. La solución es simple: detener el motor una vez que el timón alcance ese ángulo. Para lograr esta solución automáticamente, Tesla insertó un conjunto de cepillos y placas de contacto en el circuito.
Puedes ver que la placa de contacto girará junto con el timón. Este circuito interesante se cerrará y conducirá electricidad exactamente durante 45 grados. Cuando el timón alcanza un ángulo de 45 grados, el circuito se desconecta y la rotación del timón se detiene en 45 grados. El timón mantendrá este ángulo durante el resto del funcionamiento del barco.
Rotación del Timón hacia la Posición de Cero Grados
¿Cómo se gira el timón de nuevo a la posición de cero grados? Simplemente se rota el motor en la dirección inversa. Puedes ver que para generar el campo magnético necesario para el motor, se conecta una bobina en el mismo circuito. Si invertimos la dirección de este campo magnético, el motor girará en dirección opuesta. Para invertir la dirección de las líneas de campo magnético, Tesla introdujo otro conjunto independiente de bobinas y placas de contacto en el circuito.
Para distinguir fácilmente entre los dos conjuntos de bobinas, vamos a darles diferentes colores. La bobina del conjunto rojo está enrollada en dirección opuesta, por lo que si se activa, producirá un campo magnético en dirección opuesta y el motor girará en sentido opuesto. Ahora la única pregunta es cómo activar el conjunto de bobinas rojas. Esta es la razón por la que Nikola Tesla utilizó un tambor único en el circuito.
Este tambor es una colección de dos piezas de metal independientes y su ángulo determinará qué conjunto de bobinas se energizará. Puedes ver que la corriente debe pasar a través de un cepillo de contacto cerca del tambor. En este ángulo, se energizará el conjunto de bobinas rojo. Si el tambor gira 180 grados, se energizará el conjunto amarillo, como vimos anteriormente. Durante la rotación del timón, el cepillo amarillo pierde contacto con la placa de contacto amarilla y el circuito se desconecta. Ahora queremos que se active el conjunto de bobinas rojas.
Aquí es donde entra en juego el control remoto de Nikola Tesla. Su dispositivo generaba pulsos electromagnéticos de manera que un pulso hacía girar el tambor 90 grados. Veremos cómo logró un movimiento mecánico a partir de un pulso electromagnético hacia el final de este artículo. De todos modos, en este caso, Tesla envía dos pulsos, el tambor gira 180 grados y se activa el conjunto rojo.
Puedes ver que el timón girará 90 grados en dirección opuesta antes de que el cepillo rojo pierda contacto o el timón alcance un ángulo de -45 grados.
Detener el Timón en la Posición de Cero Grados
¿Qué sucede si Tesla quiere detener el timón en la posición de cero grados? Aquí está el truco simple: cuando el timón alcance un ángulo de cero grados, enviar solo un pulso. El tambor girará 90 grados y no se activará ningún conjunto de bobinas, ya que tanto la parte roja como la amarilla del tambor no están en contacto con el cepillo.
En resumen, el timón detendrá su movimiento en cero grados. De esta manera, Tesla logró los tres ángulos a voluntad. El mecanismo del tambor es el corazón de su invención.
Giro del Tambor a través de Pulsos Radiales
Aquí viene la gran pregunta: ¿cómo puede el pulso radial hacer girar el tambor? Bueno, un resorte en espiral está conectado al tambor. Debido a este resorte, si el movimiento del tambor no se detiene, este girará automáticamente, como se muestra. Estos pasadores y el ancla bloquean el tambor de titanio en su posición.
Claramente, si el ancla se mueve ligeramente hacia arriba, el tambor girará automáticamente 90 grados perfectos. Ahora, la pregunta es cómo elevar el ancla. Cuando Tesla envía un pulso electromagnético, la antena monopolo de su barco convierte el pulso radial entrante en una pequeña fuerza electromotriz.
Esta pequeña fuerza electromotriz puede activar un relé. Este relé puede cerrar el circuito de un segundo relé, que finalmente moverá el ancla ligeramente hacia arriba y el tambor girará. Es realmente un mecanismo brillante para girar el tambor exactamente 90 grados con solo un pulso de onda radial.
Control Remoto de Nikola Tesla
Probablemente hayas notado en este artículo que, al girar una palanca, Nikola Tesla pudo enviar pulsos radiales. Cuando gira esta palanca, se conecta un circuito para la antena, y este circuito contiene una bobina, un condensador y una batería. El condensador en el circuito se carga y genera una oscilación LC.
Este flujo de carga o voltaje alterno es suficiente para activar la antena y esta emitirá la energía almacenada del condensador como ondas de radio. Pasaron más de 50 años después de la demostración de Tesla para que se comercializaran unidades de televisión o automóviles de juguete controlados a distancia.
La razón por la que ningún inversor se tomó en serio la tecnología del barco a control remoto de Nikola Tesla fue que el barco estaba muy adelantado a su tiempo. Nos vemos en el próximo artículo.
Gracias.
