• Entre los proyectos destacan: brazos robóticos, casa inteligente, carro control, un invernadero y sistemas de bombeo
• Contaron con el apoyo de académicos de las facultades de Ingeniería Mecánica, Eléctrica, e Instrumentación Electrónica

Alumnos de la FIME Xalapa, creadores de un brazo robótico controlado por Bluetooth

Claudia Peralta Vázquez

Xalapa, Ver., 03/07/2017.- Estudiantes que cursan la experiencia educativa (EE) Sistemas de Control, del programa educativo (PE) de la Licenciatura en Ingeniería Mecánica de la Universidad Veracruzana (UV), expusieron cómo funcionan seis prototipos para el uso y aplicación de sensores en sistemas de control industrial, en los que también emplearon diferentes tipos de software.

En las instalaciones de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) tuvo lugar la muestra y explicación de cada uno de los proyectos: dos brazos robóticos, un edificio/casa inteligente, un invernadero automatizado, un carro de control y un sistema de bombeo a control.

Alejandro Sánchez Moreno, profesor de la EE Sistemas de Control, comentó que mediante el desarrollo de dichos proyectos los alumnos incursionan en la investigación y en el uso de aplicaciones de diferentes sensores en la parte de control.

Esta actividad también se presenta como una alternativa para la solución de problemas o desarrollo de un aprendizaje significativo, la construcción de conocimiento y aprendizaje autónomo, dijo.

Los proyectos fueron elaborados por alrededor de 40 jóvenes, agrupados en equipos de seis o siete, quienes en un principio recibieron conocimientos teóricos sobre qué es y cómo funciona un sistema, un control y un diagrama de bloques.

Conocieron además lo relacionado con los controladores Proporcional Integral Derivativo (PID) usados en sistema de control industrial.

Durante la exposición de prototipos destacó el de un automóvil a control remoto

Durante la exposición, Andrés López Velázquez, catedrático de la FIME, resaltó la innovación de estos prototipos y los beneficios de la aplicación de la ciencia y tecnología en función de la sociedad.

Se refirió a la asesoría profesional por parte de alumnos y académicos de la FIME, así como de la carrera de Instrumentación Electrónica, quienes aportaron sus ideas y conocimientos para mejorar la presentación y calidad de los trabajos.

El académico recalcó la necesidad de establecer sinergias con los sectores productivo, industrial y empresarial, y de esta manera darles a conocer estas propuestas, mostrarles su utilidad en el desarrollo tecnológico y recoger otras necesidades.

Francisco Manuel Mares Solano, estudiante de sexto semestre de Ingeniería Mecánica, consideró que existe una falsa idea de que para hacer este tipo de proyectos se requiere de mucho capital, conocimiento e ingenio.

“Con estas prácticas nos damos cuenta que no es así, que están al alcance de todo el público y pueden hacerse grandes proyectos”, dijo el joven, quien junto con su equipo desarrolló un brazo robótico controlado por Bluetooth.

«Creo que la finalidad de un ingeniero es salir al campo a mejorar los sistemas, innovarlos, actualizarlos y automatizarlos», agregó.

Por su parte, Alfonso de Jesús Lozada Cañedo, también del sexto semestre en el mismo PE, señaló que cualquier industria o fábrica requiere de un sistema automatizado de forma eléctrica o hidráulica.

En ese sentido, dijo sentirse satisfecho con el proyecto elaborado junto con sus compañeros, que consistió en un edificio o casa inteligente.

Eduardo Barrientos Vázquez, integrante del equipo creador de un invernadero automatizado, compartió: “Es alentador darnos cuenta que lo aprendido en las aulas lo podemos aplicar a situaciones de la vida real, en este proyecto aplicamos todo nuestro conocimiento, lo hicimos funcional y de buen aprovechamiento para la sociedad”.

Comentó que eligió la carrera de Ingeniería Mecánica debido al papel fundamental que tiene en el cambio y revolución de la sociedad.

Brazo robótico controlado por Bluetooth

Esteban Adán Aquino, Claudia Gabriela Lino Carranza, Francisco Manuel Mares Solano, David Eduardo Melgarejo Medina, Rubén de Jesús Narváez Cuevas, Carlos Abel Rojas Dorantes y Sergio Saúl Viveros Gutiérrez, creadores de este proyecto, explicaron que el brazo robótico fue diseñado para realizar tareas complejas o hasta peligrosas, eficientes y efectivas.

Estudiantes de la EE Sistemas de Control explicaron su proyecto “Edificio/casa inteligente”

Trasladado a las grandes industrias, sobre todo en el área automotriz, este artefacto permite desarrollar montajes, y en otros ámbitos podría soldar, pintar y manipular materiales peligrosos.

En la demostración, los estudiantes dijeron que puede manejarse de forma remota y, contrario a su forma limitada por haberse hecho a pequeña escala, su capacidad es inmensa, pues con un sensor se acerca a un objeto, lo cual permite trabajos de suma exactitud.

Este brazo robótico se alimenta de la luz, del voltaje que llega de la corriente eléctrica, pasa por una fuente para alimentar la placa Arduino, especial en prototipos.

Precisaron que Arduino es una plataforma para hacer proyectos didácticos y prototipos, pero trasladado a la vida real, para este artefacto se utilizarían tarjetas especializadas.

El robot cuenta con cuatro grados de movimiento: cintura, codo, brazo, punta, así como un gripper, que es lo que permite sostener objetos con mayor capacidad de carga y agarre.

También tiene un sensor que le permite acercarse a un objeto y detectar cuando éste se encuentra a cierta distancia.

A pregunta expresa de los académicos que presenciaron esta exposición, indicaron que cabría la posibilidad de realizar algunas mejoras, como integrarle un controlador PID. Se trata de un mecanismo de control por realimentación ampliamente usado en sistemas de tipo industrial, que permitiría corregir y tener un historial de todos los errores. Podría instalársele además un sensor infrarrojo para detectar piezas, o ponerle rodamiento para una mejor calidad de movimiento.

Una de las ventajas de la máquina es que permite hacer trabajos repetitivos, cuando la mano humana no puede tener ese grado de precisión y exactitud.

Maqueta de una casa real a la que le fue instalado un sistema de automatización que garantiza seguridad y confort

Es una gran ventana de operación para los ingenieros porque abre puertas para el mundo de automatización y mantenimiento, dijeron.

Automóvil a control remoto

Karen Yamilet García Fiscal, Omar González, Samuel Hernández Gómez, Eva Jiménez Flora, Oziel Ozni Mancilla Gómez y Yair Daniel Olivo Urbina, realizaron este proyecto como parte de la EE Sistema de Control.

El vehículo es controlado mediante un sistema de Bluetooth y puede ser manipulado con un dispositivo móvil, ya sea teléfono, tableta o por computadora.

Los estudiantes de Ingeniería Mecánica dijeron que ocuparon dos motorreductores con sus respetivas llantas para darle una mayor fuerza de velocidad. Usaron una tarjeta Arduino para controlar el dispositivo y un Puente H (circuito electrónico que permite a un motor eléctrico de corriente directa girar en ambos sentidos, avance y retroceso) para manipular ambos motores al mismo tiempo, pues de otra forma no hubiera sido posible.

Los motores cuentan con un eje de transmisión y cada motor puede controlar dos llantas. Cabe hacer mención que decidieron utilizar dos motores de 5 voltios cada uno para tener una mayor potencia.

El material sobre el que se recargó el automóvil fue triplay, con el fin de que no tuviera mucho peso sobre los motores y adquiriera una mayor velocidad.

Integrantes del equipo que diseñó un brazo robótico con Arduino y potenciómetro

La máquina cuenta una rueda loca ─o de giro─ para darle dirección, así como un sensor ultrasónico, el cual fue programado para que a una distancia de 10 centímetros se detenga en caso de que haya un obstáculo y proteger a cualquier persona.

Fue programado para que al momento de que avance, ambos motores funcionen en un sentido y polaridad, y a la hora de retroceder cambie el sentido de giro.

Edificio/ Casa Inteligente

Cinthya Milagros Guzmán Domínguez, José Antonio Montemira Salinas, Gamaliel Ortega Hernández, Alfonso de Jesús Lozada Cañedo y Alberto Valdés Gamboa, son alumnos del sexto semestre de Ingeniería Mecánica y realizadores del prototipo, una maqueta de una casa real ubicada en la zona residencial Las Ánimas, de esta ciudad, que consta de dos plantas.

Al inicio de su exposición precisaron que la domótica es el conjunto de técnicas utilizadas para automatizar diversos campos dentro de la industria o de una misma casa. En esta última puede ser en los rubros de confort y seguridad.

Luces LED, RGB (sistema de iluminación), sensores de proximidad, temperatura, son algunos de los dispositivos con los que cuenta este proyecto, que a escala real generaría una inversión aproximada a los 50 mil pesos.

Demostraron cómo se puede implementar este sistema a escala real sin Arduino. La idea es que a través de una aplicación instalada en un teléfono celular, se presione un botón y de esta forma se pueda levantar la puerta del garaje, controlar la intensidad de la luz de alguna habitación, abrir una ventana, todo esto a través de sensores.

Demostración del control automático de brazo robótico con Arduino y potenciómetro

De igual forma detallaron que la planta alta cuenta con cinco LEDs de iluminación y un sensor de temperatura; mientras que la planta baja tiene 4 LEDs.

Dicha iluminación es controlada por una App, la cual permite regular, encender y apagarla en ambas plantas. La intensidad de luz tiene tres niveles: bajo, medio y alto, así como la opción de encendido y apagado.

El sensor de temperatura se encarga de tomar la medición de dicha variable del entorno; y el sensor de gas detecta alguna fuga en la cocina, la cual manda una señal de alarma hasta que se disipe en su totalidad.

Control de brazo robótico con Arduino y potenciómetro

Francisco Delgado Sánchez, Omar Alonso Martínez Ferto, Eduardo Castillo Montero, Rafael Gómez Ortiz, Roberto Carlos González González y Juan Manuel Luna Lozada, también diseñaron un brazo robótico, cuyo objetivo principal es demostrar la eficacia de la complementación de la tecnología en la vida del ser humano.

A diferencia del de sus compañeros, éste es manipulado de forma manual mediante un mando de una placa Arduino MEGA 2560 y a través de potenciómetros para cada uno de los grados de libertad.

Estos últimos son dispositivos electrónicos con un cierto tipo de voltaje y se conforman de dos resistencias en serie, las cuales poseen valores que pueden ser modificados por el usuario.

A su vez, los potenciómetros controlan unos servomotores o mecanismos que poseen un ángulo de giro de 180 grados y pueden ser llevados a posiciones angulares específicas al enviar una señal codificada.

Alejandro Sánchez Moreno, profesor de la EE Sistemas de Control, con los realizadores de un invernadero automatizado

En dicho prototipo fue empleado el servomotor denominado “MG995 Tower Pro”, que funciona con la mayoría de las tarjetas electrónicas con  micro controlador, como las Arduino; esta última fue empleada en el brazo robótico.

El artefacto creado por: Francisco Delgado Sánchez, Omar Alonso Martínez Ferto, Eduardo Castillo Montero, Rafael Gómez Ortiz, Roberto Carlos González González y Juan Manuel Luna Lozada, tiene seis grados de libertad: base, hombro, codo, muñeca, pinza de giro y gripper, que permite abrir y cerrarlo. Es decir, el movimiento de cada una de las articulaciones del brazo robot se realiza mediante los servomotores.

Invernadero automatizado

El objetivo de un invernadero es producir algún tipo de plantas, hortalizas o productos de consumo humano, en lugares donde la temperatura o las características de la región no son las adecuadas. Por lo tanto, el prototipo de los universitarios mide la temperatura, la humedad y el potencial de hidrógeno.

Para ello se ocupó un sensor de humedad y temperatura, con el propósito de censar los parámetros que existan dentro del invernadero. Es decir, cuando la temperatura está muy alta se enciende un ventilador, y cuando la humedad se encuentra baja, se activa una bomba controladora de esta sensación térmica.

Isidro Aguilar Aguilar, Eduardo Barrientos Vázquez, Eduardo Castillo González, Francisco Alberto González Viveros, Juan Carlos Juárez Ramírez y Gabriel Romero Hernández, los alumnos que desarrollaron este invernadero, dijeron que este sistema maximiza la producción y mejora su calidad.

Para su creación, los alumnos de Ingeniería Mecánica tuvieron el apoyo de estudiantes de la Facultad de Instrumentación Electrónica, quienes los orientaron al respecto.

Creadores de un prototipo de captación de lluvia por sistema de bombeo

Comentaron que en la actualidad los invernaderos no cuentan con este tipo de sistemas automatizados, por lo que la idea principal es darlo a conocer al sector agrícola para implementarlo.

Prototipo de captación de lluvia por sistema de bombeo

Cristopher Castañeda Montiel, Héctor Ceballos Álvarez, Bogar Cervantes Santamaría, Jaziel Aldair Hernández Contreras y Saúl Pozos Jiménez, desarrollaron este proyecto útil para las viviendas durante la temporada de tandeos, escasez de agua y calor, para lo cual no se ha encontrado una solución.

La propuesta de los jóvenes es instalar un tanque almacenador de agua o cisterna a nivel del suelo o subsuelo de donde se ubique el edificio o casa, mismo que sería abastecido por la planta o tanque principal de la ciudad.

En dicho tanque se instalaría un pequeño sistema de bombeo para lograr que el agua contenida en la cisterna pueda subir al tinaco ubicado en la parte superior del edificio.

A su vez, a través de Arduino, el sistema de bombeo estaría asistido de manera automática mediante sensores de presión que indicarían el nivel de agua óptimo para echar andar la bomba por si sola y contaría también con información que proporcione el abastecimiento promedio con el agua disponible, posibles fugas entre otros.

O bien de manera inalámbrica, un operador podría controlar el encendido y apagado de la bomba, cuando las personas demanden la falta de agua.

Dicho prototipo también es una alternativa de solución para la recolección de agua de lluvia, pues está comprobado científicamente que 1 mililitro de agua de lluvia por cada metros cuadrados equivale a 1 litro de agua.