Reporte de Proyectos con
Sensores y Acondicionamiento de Señales
(Enero-Abril 2017)
En la asignatura de Sensores y Acondicionamiento de Señales (Grupos M123 y M125) se contribuyó a la conclusión de un total de 7 proyectos integradores propuestos y desarrollados por los alumnos del quinto cuatrimestre de la carrera de Ingeniería Mecatrónica.
El título de cada uno de los proyectos fueron los siguientes:
- Control Numérico Computarizado.
- Bomba Petrolera.
- Extrusora de PET.
- Patín Caminadora.
- Sistema de Filtrado de Residuos.
- Puente Grúa.
- CNC-Garden.
A continuación se describe brevemente cada uno de estos proyectos, cuyo informe correspondiente al desarrollo del mismo puede ser analizado con mayor detalle. En algunos casos se encontrará un video que ilustrará el producto final de cada proyecto.
1. Control Numérico Computarizado
Alumnos:
Roberto Andrés Castillo Alcalá
María Fernanda Campos Rodríguez
Alfredo Basilio Bautista
Rigoberto Morales Morales
Jorge Ronaldo Palacios Alanís
María Fernanda Ruiz Durán
Diego Segoviano García
Las máquinas CNC (Control Numérico Computarizado) no se reducen a una única función sino que se extienden a centros mecanizados, mesa de corte por plasma, impresoras 3D, etc. Estas poderosas máquinas no solo se usan en los grandes establecimientos industriales sino también en medianas y pequeñas empresas, incluso en talleres. En pocas palabras, el control numérico computarizado emplea una computadora para controlar y monitorear los movimientos de una máquina.
Una máquina CNC consiste de varios elementos para su funcionalidad: dispositivos de entrada, unidad de control o controlador, máquina de herramienta, sistema de accionamiento, dispositivos de retroalimentación y monitor.
Básicamente, el controlador de las máquinas CNC recibe instrucciones de la computadora (en forma de Código G y/o Código M) y mediante su propio software convierte esas instrucciones en señales eléctricas destinadas a activar los motores que, a su vez, pondrán en marcha el sistema de accionamiento.
La construcción de la CNC se realizó con materiales adecuados para una óptima precisión y resistencia. El material que se utilizó para la estructura principal es MDF (Tablero de fibra de densidad media) y para obtener velocidad y precisión en su funcionamiento se utilizó Tornillo CNC de cuatro hilos en los ejes X, Y y Z, los cuales cuentan con sus respectivas chumaceras lineales cerradas.
2. Bomba Petrolera
Alumnos:
Juan Angel Hernández Reséndiz
José Angel Soto Valerio
Este proyecto aborda el diseño para sensor de nivel para el tanque de almacenamiento con detenimiento automático cuando se alcanza el límite de seguridad para la altura del fluido.
Uno de los resultados de este proyecto permitió concluir que aunque las propiedades eléctricas del transductor y acondicionador empleado sean lineales por sí mismos, si el fenómeno o magnitud medida no es lineal en primera instancia, la señal producida por el transductor tampoco lo será.
Ver informe de proyecto (PDF).
3. Extrusora de PET
Alumnos:
José Manuel Aceves Pérez
Julio César Pérez Salinas
Jonathan David Evaristo Pérez
Muchos artículos plásticos que se usan están hechos por medio del proceso de extrusión que permite fabricar objetos con formas, colores y características de gran variedad. La extrusión hace posible obtener productos acabados y semi acabados de manera continua y rápida.
La extrusión de plástico es un proceso industrial que utiliza máquinas extrusoras para procesar las materias primas y de reciclaje. Este proyecto aborda aspectos que permiten el flujo continuo del material, la presión, temperatura y empuje que hacer pasar el material fundido por medio de un molde para darle la forma deseada.
Ver informe de proyecto (PDF).
4. Patín Caminadora
Alumnos:
Johen Antonio García Ramírez
Edgar Abdel Montes Ortiz
Carlos Rodrigo Mendoza Zavala
Saúl Camacho Miranda
Yaneth Monserrat Guzmán Rivera
Efraín Rivas Carreón
Con la asesoría especial del Ing. Jesús Eduardo Jaramillo Monroy
Este concepto no es nuevo. Este híbrido, que buscó su comercialización masiva por primera vez hace algunos años con el nombre de Treadmill Bike, quizá haya hecho algo de ruido en su momento, pero resultó todo menos un medio de transporte.
El problema esencial era que la banda de la caminadora de Treadmill Bike funcionaba como engrane para, a su vez, hacer girar la llanta trasera de la bicicleta. Esto representa un esfuerzo para el usuario, quien debe cargar con su peso, el del aparato, y además generar suficiente fuerza para moverse lentamente. Por ello, este concepto resultó una buena alternativa como acondicionamiento físico para usar en el patio trasero del hogar, pero definitivamente no para movilizarse a ningún lado.
En base a lo anterior, este proyecto abordó la idea de usar una transmisión por medio de cadenas para el movimiento del patín.
Alumnos:
Jonathan Osvaldo Espinoza Alatriste
Eduardo Daniel Mendoza Reséndiz
Gabino Daniel Camacho Balderas
José Alberto Trejo De León
Arturo Varela Bocanegra
Este proyecto busca ser una alternativa de separación de residuos presentes en líquidos como el agua, implementando desde el mecanismo del movimiento del agua hasta cálculos acerca de mecánica de fluidos, y la programación de un microcontrolador PIC, para el movimiento de un motor. De manera particular, se eligió un sensor adecuado para medir el nivel del agua, se desarrolló el diseño necesario para acondicionar la señal, incluyendo cálculos relacionados con efecto de carga y offset, así como crear un programa en PIC que permita mostrar la magnitud medida (altura) en una LCD 16x2 caracteres.
Ver informe de proyecto (PDF).
6. Puente Grúa
Alumnos:
Marco Aurelio Ávila Gonzales
Aidé Guadalupe Ángeles Domínguez
Oswaldo Antonio Cruz Jiménez
Edgar Morales Salinas
Leonardo Quintanar Quintanar
Un puente grúa es un tipo de máquina usada en las industrias con el propósito de trasladar objetos de gran peso y tamaño, sin poner en riesgo la salud e integridad del trabajador y la calidad de los productos. Este proyecto consiste en un prototipo funcional que cumple el mismo funcionamiento de esta máquina. Este prototipo será capaz de realizar movimiento lineal en los ejes X, Y y Z con una carga máxima de 600 gramos, el cual está elaborado con materiales seleccionados para conseguir la precisión y movilidad deseada.
Ver Informe de Proyecto (PDF).
7. CNC-Garden
Alumnos:
Claudio Tadeo Becerra Silva
Jose Angel Maldonado Romero
Jused Habib Nacif Girón
Eduardo Gabriel Del Castillo García
Este proyecto aborda la temática de un jardín inteligente automatizado para poder cubrir las necesidades de este, sin la intervención directa de la mano humana.
Se identificaron áreas de oportunidad o problemas a resolver, particularmente la necesidad de reducir el exceso desperdicio de agua en los parques para regar las plantas, así como reducir la contaminación que generan estos. Se pensó en la necesidad de medir la humedad y la temperatura del ambiente para ahorrar energía y agua, así como aprovechar la luz solar. Adicionalmente se pensó en resolver problemáticas como el desabasto de comida en algunas partes del país a causa de las sequías que provocan los cambios climáticos.
Un invernadero ayuda a mantener un clima adecuado para la producción no solo de flores, sino también de productos agrícolas como verduras, frutas, etc., los cuales son elementos básicos en la alimentación de las personas, tanto en zonas rurales como urbanas. La función del invernadero en la producción agrícola se fundamenta en que se pueden mantener productos fuera de temporada, lo cual provoca una mayor producción para una demanda fuerte proveniente de ciudades altamente pobladas. Además, una de las ventajas del invernadero es que pueden ser usados en comunidades que no tienen cerca recursos para comprar alimentos.
Son variados los tipos de sensores, actuadores y otros elementos a utilizarse dentro del invernadero. Cabe mencionar que el uso del riego localizado es de los mejores sistemas de riego. Otros sistemas importantes son la calefacción y la ventilación, además de la iluminación natural procedente del sol.
Se contribuyó a la realización de un total de 7 proyectos que integran los conocimientos parciales del segundo ciclo de formación de la carrera de Ingeniería Mecatrónica, los cuales son evidencia de desempeño y de producto de las asignaturas del quinto cuatrimestre de la misma carrera.
Se considera útil la presentación de los proyectos por este medio electrónico para efecto de evidenciar las competencias logradas por los alumnos mencionados y como posible soporte para la documentación de generación de conocimiento.
Elaboró: Ing. José Angel Moreno Hernández.
