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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
TALLER DE INVESTIGACIÓN II
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
“DISEÑO DE UN DISPENSADOR DE GEL ANTIBACTERIAL
AUTOMÁTICO”
PRESENTADO POR:
INGRID ENID VERA PANIAGUA
CATHERINE SOLORIO SANCHEZ
ERIK UBALDO HERNANDEZ RAMIREZ
JAVIER OMAR VAZQUEZ ALEJANDRE
DIRIGIDO POR: RICARDO ALEJANDRO SOLIS RAMÍREZ
LA PIEDAD, MICHOACÁN MAYO 2022
Instituto Tecnológico de La Piedad Av. Tecnológico #2000. Meseta de los Laureles, C.P. 59310. Apartado Postal 22 La Piedad, Mich. Tel 01 (352) 52 62294, 52 62359, 52 60680, www.tecnm.com www.itlapiedad.edu.mx La Norma Mexicana NMX-R-025-SCFI, “Igualdad Laboral y No Discriminación”. El número de registro: RPrIL-072 y fecha de inicio: 2017-04-10 y término de la certificación 2021-04-10.
CAPITULO 1:
GENERALIDADES DEL PROYECTO
Introducción
Problemas a resolver
Evitar la propagación del virus SARS-COV-2 por medio del contacto directo de un dispensador manual. Automatizar el proceso de dosificación de gel antibacterial. Facilitar la dosificación y gel antibacterial al usuario al momento de entrar a algún establecimiento público. Objetivos
Justificación Teniendo en cuenta la pandemia mundial que se está viviendo en estos momentos a causa del COVID-19, se observa que, por falta de cultura y conciencia ciudadana del autocuidado, se deben buscar diferentes herramientas y estrategias para poder disminuir los riesgos de contagio y así poder continuar desarrollando las diferentes cotidianas, de una manera más segura. Buscando acatar las medidas de bioseguridad establecidas por el gobierno y manteniendo la salud de las personas, se requiere diseñar un prototipo eléctrico el cual realice la función de un dispensar gel antibacterial automáticamente en el momento que la persona coloca su mano en la parte cercana a este objeto y mediante un sensor infrarrojo activa el mecanismo que dispensa el gel para la dosificación del mismo, que dosifica una cantidad determinada del líquido.
CAPITULO 2:
MARCO TEORICO
deseada. (accionadores, motores, cilindros, compresores, y captadores como fotodiodos ). PARTE DE MANDO: Es la parte que suele ser un autómata programable. En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable está dentro del sistema, debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.
- Automatización fija En este sistema, las operaciones se realizan siguiendo la configuración del equipo. Es decir, sin posibilidad de personalización. Es muy utilizado para producir piezas idénticas y de gran volumen. Sin embargo, aunque el coste es menor, este tipo de automatización de procesos impide reajustar la producción para crear productos diferenciados. Este sistema, por ejemplo, puede utilizarse en líneas de montaje automatizadas.
- Automatización programable Aquí, tanto la maquinaria como el software pueden reprogramarse, lo que permite una secuencia de diferentes basadas en múltiples configuraciones del producto. Además, también es posible incluir programas para crear nuevos productos. Así, este tipo de sistema se utiliza en producciones de bajo volumen, como procesos por lotes, acerías, robots industriales, entre otros.
- Automatización flexible Es la evolución de la automatización fija y programable. Es decir: Un híbrido de ambas. Ofrece una mayor flexibilidad en el manejo de las variaciones del diseño
del producto. Así, los operarios pueden dar órdenes en forma de códigos en un programa informático si desean cambiar la secuencia de los procesos. Por lo tanto, es posible fabricar diferentes productos simultáneamente.
- Automatización integrada En este tipo, el sistema está totalmente automatizado bajo el control de ordenadores. Desde el proceso de diseño hasta el envío, todo está integrado y automatizado. Incluso el equipo es manejado por robots. Tipos de dosificadores de gel Dosificador a pistón Se emplea para productos líquidos y semilíquidos. Este está conformado por uno o más recipientes herméticos donde se almacena el líquido y por medio de uno o más pistones el producto es retirado del recipiente y conducido hacia un pico que se localiza en el interior de la bolsa ya diseñada por la envasadora. Este dosificador es perfecto para productos líquidos densos o viscosos como shampoo, yogur, grasa, tomate triturado, jaleas, dulce de membrillo, etc. Dosificador por gravedad Está constituido por un tanque donde se situará el líquido que tradicionalmente es alimentado por un tanque principal a través de un flotador que posee en el interior para activar o desactivar la alimentación del mismo. En la parte inferior dispone de una llave de paso que es manejada por la envasadora, el cual, facilita el paso del líquido en el instante exacto. Circuitos de corriente directa para sensores y servomotores
corriente en los conductores de un circuito, se deben conectar los extremos del conductor con una “bomba de electricidad”, un dispositivo que suministre continuamente cargas eléctricas a un extremo del conductor, y que las saque por el otro. La clase de corriente que pase por el alambre depende del tipo de bomba que se use. Una bomba continua, como lo es un acumulador de automóvil, produce una corriente constante. Una bomba alterna, como el generador de la central eléctrica con la que se conectan los circuitos en los hogares, produce una corriente alterna. Servomotor Un servomotor es un motor eléctrico que puede girar a la posición angular deseada y mantenerse estable en esa posición. Un servomotor puede girar un componente mecánico o mover un elemento de forma lineal. Para mover un servomotor es necesario conectarle a una fuente de alimentación eléctrica y enviarle una señal electrónica que le indique la posición deseada. La mayoría de servomotores de radio control tienen un cable de conexión de 3 hilos por donde circula la corriente de alimentación y la señal de control. Internamente el servomotor está formado por los siguientes componentes. Motor eléctrico.
Reductora mecánica. Sensor de posición. Generalmente es un potenciómetro. Circuito de control. El motor es el elemento que produce el movimiento. El giro de los motores eléctricos suele ser muy rápido y con poca fuerza, la reductora mecánica consigue reducir la velocidad de giro y aumentar la fuerza, de manera que el giro final es más útil. El sensor de posición permite conocer la posición exacta del eje de giro del servomotor. Con el sensor, se puede corregir la posición del eje para que en todo momento se encuentre en la posición deseada. El circuito de control recibe por el cable la señal de la posición deseada y la compara con la posición real del eje, medida por el sensor. Este circuito se encarga de mover al motor para llevar al eje a la posición deseada y mantenerle en esa posición. En ocasiones parece que el eje del servomotor tiembla. Esto se debe al circuito de control que corrige continuamente la posición con giros a derecha y a izquierda para mantener estable la posición final.
Microcontroladores en aplicaciones para la prevención de contagios por virus El campo de la Ingeniería Electrónica es fundamental en los avances tecnológicos, cuyo desarrollo y evolución se ha llevado a cabo de forma acelerada en las últimas décadas. Uno de los objetivos principales de la Electrónica es el resolver tareas diversas, siendo los microcontroladores uno de los dispositivos con más potencial para la solución de dichas problemáticas. Un microcontrolador es un tipo de circuito integrado en el cual se encuentran una CPU (Unidad Central de procesamiento) y también contiene unidades de memoria del tipo RAM y ROM. Estos dispositivos, dependiendo del que se Vaya a utilizar, tienen en sus partes cierta cantidad de puertos de entrada y salida y también de periféricos.
Figura 7: Control de microcontroladores. Gracias a la capacidad que tienen estos dispositivos se los puede catalogar como una mini computadora ya que puede procesar la información para lo que esté programado. Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador reprogramable y una serie de pines hembra. Estos permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables DuPont). Por el simple hecho de que el Arduino es un microcontrolador muy fácil de usar, es que está presente en la mayor parte de proyectos de electrónica como lo es en el dispensador de gel antibacterial.
Monitores de signos vitales. Pistolas fibromialgias. Termómetros digitales. Dispensadores En el último año los contagios por virus SARS-Cov2 generaron un impacto negativo en el área del sector salud, por este motivo se debieron implementar medidas de prevención de la propagación de dicho virus, uno de ellos fue el uso de gel antibacterial de manera frecuente para mantener nuestras manos desinfectadas. Tipos de programación para el control de sistemas de dosificación Tenemos que destacar que la programación de este tipo de sistemas es la que nos permite monitorizar y controlar los procesos de producción o fabricación. Obviamente, esta tecnología está estrechamente ligada a los procesos de automatización, que facilitan en gran medida la mejora de los resultados finales, por lo cual este tipo de proyectos utilizan una programación básica y sencilla como lo es Arduino. La estructura básica del lenguaje de programación de Arduino es bastante simple y se compone de al menos dos partes. Estas dos partes necesarias, o funciones, encierran bloques que contienen declaraciones, estamentos o instrucciones. La estructura básica consta de ciertas partes que tienen que seguir un orden para el funcionamiento correcto de las indicaciones dadas al Arduino.
Figura 11: Estructura del codigo. En donde setup() es la parte encargada de recoger la configuración y loop() es la que contienen el programa que se ejecutará cíclicamente (de ahí el termino loop –bucle-). Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje. La función de configuración debe contener la declaración de las variables. Es la primera función a ejecutar en el programa, se ejecuta sólo una vez, y se utiliza para configurar o inicializar pinMode (modo de trabajo de las E/S), configuración de la comunicación en serie y otras. La función bucle (loop) siguiente contiene el código que se ejecutara continuamente (lectura de entradas, activación de salidas, etc.) Esta función es el núcleo de todos los programas de Arduino y la que realiza la mayor parte del trabajo. La función setup() se invoca una sola vez cuando el programa empieza. Se utiliza para inicializar los modos de trabajo de los pins, o el puerto serie. Debe ser incluido en un programa aunque no haya declaración que ejecutar.
