Introducción a Raspberry Pi (I). Instalación de un SO y First Boot.

En este primer post que inicia una nueva serie de tutoriales acerca de Raspberry Pi, procederemos con la instalación de un Sistema Operativo y el arranque del mismo.

El SO que instalaremos será Raspbian, una distribución de Linux basada en Debian y especialmente diseñada para Raspberry Pi.

Requisitos previos

La instalación del SO se realiza en la tarjeta de memoria microSD (es recomendable que sea mayor de 8 GB). También es importante remarcar la clase de la tarjeta. Podemos encontrar tarjetas de clase 2, 4, 6 y 10; este número nos indica la tasa de megabytes (MB) que graba por segundo. Cuanto mayor sea ésta, más rápido y óptimo será el sistema; por tanto, es recomendable hacerse con una tarjeta de clase 10.

Descarga del SO

Procederemos con la instalación del sistema operativo NOOBS (v.1.4.x), que a su vez contiene a otros sistemas operativos, como RASPBIAN. Se puede descargar desde la página oficial de Raspberry: https://www.raspberrypi.org/downloads/

Como se puede comprobar, el archivo que hemos descargado se trata de un archivo comprimido ZIP. Una vez descargado el archivo, lo descomprimimos, y procedemos al formateado de memoria.

Formateo de la tarjeta de memoria

Para llevar a cabo el formateo de la tarjeta microSD usaremos el software SD Formatter 4.0 proporcionado por SD Association. Lo podemos descargar de su página web: https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/

Una vez descargado, seguimos las instrucciones para instalar el software.

Insertamos la tarjeta de memoria en el ordenador mediante un adaptador y anotamos la letra de la unidad.

Iniciamos el software, seleccionamos la unidad y formateamos con los siguientes parámetros (para modificarlos desplegamos la pestaña Option):

• Volume label: boot
• Format option: Full (erase) Format, Format size adjustment off

Durante el formateo no podremos retirar la tarjeta de memoria bajo ningún concepto.

Copy/Paste de los archivos del SO

Una vez que hemos formateado la memoria, procederemos al copiado y pegado de los archivos que hemos descomprimido anteriormente. Una vez copiados, retiraremos la tarjeta de memoria de forma segura y la introduciremos en la Raspberry Pi.

Primer arranque (First Boot)

Conectamos la Raspberry Pi a un monitor y a los periféricos pertinentes (teclado y ratón). Después conectamos la Raspberry Pi a una toma de corriente mediante el conector USB.

Al iniciarse, aparecerá un menú con una lista de sistemas operativos similar al de la imagen.

Seleccionamos el SO Raspbian y clickamos en Install. Comenzará entonces el proceso de instalación, que puede llevar de 10 a 25 minutos aproximadamente.

Una vez instalado se iniciará el programa raspi-config, donde dispondremos de un menú con diferentes opciones. Para salir del menú, seleccionamos la opción Finish, y se nos abrirá una ventana de comandos.

Para iniciar el entorno gráfico del SO, teclearemos el comando startx.

Menú de configuración (raspi-config)

A continuación se muestra el menú de configuración que se despliega al iniciar la Raspberry Pi, tal y como hemos mencionado en el apartado anterior. Por ahora no modificaremos ningún parámetro. Únicamente nos desplazaremos por el menú hasta seleccionar la opción Finish (desplazándonos con la tecla Tab o con las teclas de dirección y pulsado Enter para ejecutar la opción deseada), y posteriormente iniciaremos la interfaz gráfica con el comando startx.

Inicio de Raspbian

Si al iniciar Raspbian por segunda vez, no hemos modificado antes ningún parámetro del menú anterior, nos pedirá un usuario y contraseña para loguearnos. Por defecto, el nombre de usuario es pi y la contraseña raspberry. Como medida de seguridad de Linux, cuando introduzcamos la contraseña, no aparecerá nada por pantalla. Una vez introducidos los datos, entraremos a la interfaz gráfica del SO mediante el comando startx.

En caso de haber modificado los parámetros del programa raspi-config, podremos hacer login mediante el username y password que hayamos establecido con anterioridad. Incluso es posible configurar el inicio automático de la interfaz gráfica sin necesidad de pasar por la ventana de comandos, como veremos en tutoriales siguientes.

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Fuente propia

Selección de materiales: álabes para turbinas de aviones.

Una de las etapas fundamentales del diseño de un producto es la selección de materiales para su fabricación. En esta fase, se deben considerar los requisitos que debe satisfacer el material, y seleccionarlo en base a sus propiedades, siendo consciente de sus limitaciones y teniendo en cuenta el entorno de operación.

Una mala elección de materiales puede suponer costes económicos, retrasos en la entrega del producto final, problemas de funcionamiento, y, en el peor de los casos, la pérdida de vidas humanas.

Rotura en aleación Cu-Ni

Sería inconcebible para un ingeniero conocer la totalidad de materiales existentes y sus propiedades específicas, aunque sí es conveniente conocer las propiedades generales que caracterizan a un material y qué efectos producen.

De entre los diversos métodos existentes para la selección de materiales (recomendaciones, mapas de materiales, fuentes bibliográficas…) será objeto de esta exposición el que se basa en la búsqueda en base de datos mediante software. En particular, se hará uso del conocido software de selección de materiales, CES Selector, más concretamente en su versión CES Edupack 2013.

Con este método podremos evaluar cuantas propiedades queramos considerar, y hacer una selección de materiales en base a los parámetros que definamos previamente.

Para este ejemplo, nos apoyaremos en un caso hipotético: seleccionar un material para la construcción de los álabes de una turbina destinada al montaje de motores para su uso en grandes aviones.

Álabes de una turbina

Debemos conocer las propiedades o requerimientos que deben cumplir estos álabes, y formularlos posteriormente de forma adecuada para seleccionar el material que mejor se adapte a esta aplicación.

Estos álabes deben tener suficiente módulo de Young, límite elástico y tenacidad a la fractura. Además tienen que resistir la fatiga (causada por cargas alternativas a gran velocidad y de forma cíclica).

Debemos tener en cuenta el entorno donde va a operar el material. Debe tener una alta resistencia al desgaste superficial, pues se verá afectado por las pequeñas colisiones con gotas de agua, colisiones con pájaros u otros objetos… También tenemos que considerar que el material puede verse afectado por agua salina en entornos marinos, por lo que debe tener una alta resistencia a la corrosión.

Además de las propiedades mecánicas, es necesario contemplar las propiedades térmicas y otras propiedades relacionadas con la temperatura del entorno. Los álabes de la zona más caliente al motor deben soportar temperaturas de más de 950 ºC, por lo que será necesario que tengan una alta temperatura máxima de servicio, además de una buena resistencia a la termofluencia y a la oxidación.

Por último, es importante tener en cuenta que si los motores son muy pesados el avión deberá llevar menos carga, por lo que es fundamental escoger un material con un densidad baja.

Una vez definidos todos los requisitos y formuladas las distintas características o propiedades que debe tener el material que seleccionaremos, procedemos a la selección del material más adecuado de entre todos los que han superado las distintas etapas propuestas.

Los gráficos anteriores corresponden a cada una de las etapas definidas. Si seleccionamos todas las etapas que hemos propuesto (como si superpusiéramos las gráficas), podemos observar que hay tres materiales que cumplen con todas las especificaciones.

Las tres son aleaciones de base níquel, muy utilizadas en el campo de aplicaciones aeroespacial. Si las analizamos una por una, podemos comprobar que la primera (Nickel-Co-Cr alloy, MAR-M 432) es específicamente usada para los álabes de las turbinas de aviones.

Detalle de la primera aleación, especificando su uso en turbinas

Queda pues comprobada la enorme utilidad de este tipo de programas para seleccionar los materiales adecuados en el diseño de nuestros productos. Debemos ser coscientes de la enorme importancia de esta etapa del diseño y de las graves consecuencias de una mala selección de materiales.

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Fuente propia. Imágenes del programa propias.
Programa: CES EduPack 2013