UNIVERSIDAD TCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERAPROYECTO INTEGRADOR DEL MDULO VIII

TEMA:

PROTOTIPO DE UN BRAZO ROBTICO ARTICULADO Y UNA PRENSA ENTENALLA PARA LA COMPACTACIN DE DESECHOS NO ORGNICOS RECICLABLESCARRERACuarto A INGENIERA EN TELEMTICA

COORDINADOR:ING. EMILIO ZHUMAESTUDIANTES:ECHEVERRIA ANCHUNDIA MIGUELLLERENA VELSQUEZ KEVIN MIELES CEDEO JAIMESOLEDISPA ESPINOZA HENRY

QUEVEDO LOS RIOS ECUADOR

2014 2015

I. DATOS GENERALES:1.1. Nombre del Proyecto Integrador1.2. Perodo Acadmico

Prototipo de un brazo robtico articulado y una prensa entenalla para la compactacin de desechos no orgnicos reciclables.2014 - 2015

1.3. Facultad:Facultad de Ciencias de la Ingeniera1.4. Escuela:Escuela Elctrica1.5. Carrera: Ingeniera en Telemtica

1.6. Nombre del Acadmico Coordinador del Proyecto Integrador (PI):Ing. Emilio Zhuma

Art. 10.- Los requisitos para ser Coordinador del Proyecto Integrador son los siguientes:a) Ser acadmico de una de las unidades de aprendizaje del mdulo. b) Haber recibido capacitacin en Modelos Pedaggicos Universitarios.c) Capacidad para trabajar en equipos multidisciplinarios.

1.7. Estudiantes responsables de la elaboracin del PI:Echeverria Anchundia MiguelLlerena Velsquez Kevin Mieles Cedeo JaimeSoledispa Espinoza Henry

Art. 80.-El proyecto integrador (PI) podr realizarse por varios estudiantes, de acuerdo con los objetivos y la complejidad del tema, siempre que se garantice el trabajo individual de cada uno.

1.8. Sitio de realizacin del PI:Universidad Tcnica Estatal de QuevedoDireccin: Km. va a Santo Domingo de los Tschilas, Campus Universitario Ing. Manuel Haz lvarezTelfono: (593) 5 2 750320 Fax: (593) 5 2 753300

ContenidoNDICE DE IMGENESvNDICE DE TABLASvRESUMENviCAPITULO I11.PRESENTACIN11.1.INTRODUCCIN11.2.PROBLEMATIZACIN21.2.1.Diagnstico21.2.2.Formulacin21.2.3.Sistematizacin21.3.JUSTIFICACIN31.4.OBJETIVOS41.4.1.General41.4.2.Especficos41.5.HIPTESIS:41.5.1.Hiptesis General41.5.2.VARIABLES5CAPITULO II62.FUNDAMENTACIN TERICA62.1.MARCO CONCEPTUAL62.1.1.Definicin de Robot62.1.2.Coordenadas de revolucin62.1.3.Coordenadas Polares72.1.4.Coordenadas Cilndricas82.1.5.Coordenadas Rectangulares82.1.6.Tcnicas de Activacin82.1.1.1.ARDUINO92.1.1.2.Productos112.1.1.3.Accesorios:122.1.1.4.Aplicaciones122.1.1.5.Esquema de conexiones122.1.2.1.Servomotor132.1.2.2.Caractersticas142.1.2.3.Control152.1.2.4.Caractersticas Tcnicas Servo Hitec HS422162.1.2.5.Dimensiones172.1.2.6.Caractersticas:172.1.3.1.Sensor Infrarrojo.182.1.3.2.Principio de funcionamiento.19Sensores pasivos.19Sensores activos.192.1.3.3.Sensores reflexivos.202.1.3.4.Sensores de ranura (Sensor Break-Beam).202.1.3.5.Sensores modulados.212.1.3.6.Sensores de barrido.212.1.3.7.Configuracin ptica.212.1.3.8.Configuracin en array de sensores.212.1.3.9.Sensor Infrarrojo Sharp Digital21Caractersticas:22 2.1.3.10. Sensores Mecnicos22 2.1.3.11. Tipos de sensores23 Ventajas.23 Ventajas y desventajas de los sensores mecnicos desventajas.23 2.1.4.1. Prensa Entenalla24 2.1.4.2. Tres tipos de tornillos mordazas24 2.1.5.1. Rel25 2.1.5.2. Estructura y funcionamiento25 2.1.5.3. Tipos de rels26 2.1.6.2. Tipos de transistor27 Transistor de contacto puntual27 Transistor de unin bipolar28 Transistor de efecto de campo29 Fototransistor292.2.MARCO REFERENCIAL302.2.1.Tipos de Robots302.2.2.Desarrollo de la Imaginacin322.2.3.Desarrollo de la Ciencia, Tecnologa y los Robots332.2.4.Desarrollo de los Robots en la actualidad342.2.5.Los Brazos Robticos372.2.6.El Brazo Humano382.2.7.Tipos de Brazos Robticos39CAPITULO III403.MTODOS Y MATERIALES DE LA INVESTIGACIN403.1.Metodologa de la Investigacin403.2.Mtodo Estadstico para la Comprobacin de la Hiptesis433.3.Instrumentos de la Investigacin433.4.Etapas de Desarrollo del Brazo Robtico45Etapa 1. Diseo Mecnico45Etapa 2. Diagrama de Flujo45Etapa 3. Diseo Electrnico46Se muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de alimentacin y de seal entre los distintos dispositivos. En este esquema del circuito mostramos la conexin real mediante cables entre los dispositivos.463.5.Recursos473.5.1.Cronograma de Actividades473.5.2.Recursos Humanos utilizados en la Investigacin483.5.3.Recursos Informticos utilizados en la Investigacin493.5.4.Recursos Econmicos utilizados en la Investigacin50Brazo Robtico50Prensa Entenalla513.5.5.Materiales de Impresin:51CAPITULO IV524.DESARROLLO524.1.Etapa 1. Diseo Mecnico52534.2.Etapa 2. Diagrama de Flujo54544.3.Etapa 3. Diseo Electrnico55CAPITULO V565.RESULTADOS565.1.Variable Independiente565.2.Variables Dependientes56CONCLUSIONES57RECOMENDACIONES58BIBLIOGRAFIA59Anexo 160Encuesta60

NDICE DE IMGENESIlustracin 1: Ejemplo de un brazo robtico utilizado en microciruga9Ilustracin 2: Ejemplo De Arduino Uno11Ilustracin 3: Ejemplo De Servo Motor Industrial14Ilustracin 4: Ejemplo de servomotor Hitec HS42215Ilustracin 5: Ejemplo de servomotor Hitec HS42216Ilustracin 6: Ejemplo de dimensiones del servomotor Hitec HS42217Ilustracin 7: Ejemplo de Sensor Reflexivo20Ilustracin 8: Ejemplo de Sensor Infrarrojo Sharp Digital22Ilustracin 9: Prensa Tornillo "Entenalla"24Ilustracin 10: Tres tipos de tornillos mordazas24Ilustracin 11: Ejemplos De Rel25Ilustracin 12: Funcionamiento Rel25Ilustracin 13: Ejemplo De Transistores27Ilustracin 14: Ejemplo De transistor Bipolar28Ilustracin 15: Ejemplos de Tipos de Robots32Ilustracin 16: Puerta automtica que se acciona cuando se prende o se apaga fuego32Ilustracin 17: Autmata de un Pato de Cobre inventado por Jacques de Beaukerson33Ilustracin 18: La Compaa FORD invirti cerca de $700 millones en su planta de Michigan para una lnea de ensamblaje con brazos robticos.35Ilustracin 19: Robot PathFinder desarrollado por la NASA36Ilustracin 20: Robot MINDSTORMS desarrollado por Lego en 199836Ilustracin 21: Historia Visual del desarrollo del Robot ASIMO por la empresa Honda37Ilustracin 22: Humanoide que brinda informacin37Ilustracin 23: Ejemplo De Brazo Robtico39Ilustracin 24: Diseo 2D de Pinza de Brazo Robtico52Ilustracin 25: Diseo 2D de Medidas de Pinza y de Brazo Robtico52Ilustracin 26: Diseo 3D de Prensa Entenalla53Ilustracin 27: Diseo 3D de Prensa Entenalla53Ilustracin 28: Arduino UNO, Fuente de Voltaje, Interruptores y Sensores55Ilustracin 29: Servomotores55

NDICE DE TABLASTabla 1: Matriz de Conceptualizacin y Operacionalidad de las Variables5Tabla 2: Especificaciones de los Tipos de Arduinos13Tabla 3: Caractersticas tcnicas del servomotor Hitec HS42216Tabla 4: Componentes de un sensor activo19Tabla 5: Segmentacin del Proyecto41Tabla 6: Cronogramas de Actividades47Tabla 7: Hardware a Utilizar en la Investigacin49Tabla 8: Software a Utilizar en el Desarrollo del Proyecto49Tabla 9: Recursos a Utilizar en la Investigacin50Tabla 10: Presupuesto Del Brazo Robtico50Tabla 11: Presupuesto De la Prensa Entenalla51Tabla 12: Total de recursos econmicos utilizados en la Investigacin51

RESUMEN

Este proyecto est destinado al estudio de la robtica especficamente del diseo y construccin de un brazo robtico y una prensa de entenalla. La informacin se ha estructurado en siete captulos, los cuales comprenden los conceptos generales y datos tcnicos, que durante la investigacin fueron identificados como los ms importantes.El primer captulo es una introduccin a la robtica, se expone una breve resea histrica, tambin presentamos el objetivo principal de esta investigacin, que es Disear un brazo robtico articulado y prensa entenalla que pueda realizar de manera segura trabajos de compactacin de desechos no orgnicos reciclables para la unidad de aprendizaje de Fundamentos de RobticaEn el captulo dos el marco terico especificando la definicin, importancia y uso del brazo robtico, as como tambin sus tipos, tecnologas y restricciones que hemos tomado en cuenta para la creacin del Brazo.En el captulo tres se realizan las indagaciones necesarias para el desarrollo de este brazo, en el cual se ha utilizado los mtodos de tipo inductivo, deductivo, exploratorio y de campo para su diseo. Este brazo fue desarrollado en el lenguaje de programacin Processing, donde se plasma cada fase de su desarrollo dando uso de libreras, clases y objetos del mismo.En el captulo cuatro se encuentran el desarrollo del brazo robtico y prensa de entenalla donde se muestran los diseos y construccin con sus respectivos partes como la mecnica, elctrica y electrnica.En el captulo cinco se presentan los resultados de la investigacin y para finalizar las conclusiones y recomendaciones de acuerdo a la hiptesis y a los objetivos planteados.

CAPITULO I

1. PRESENTACIN1.1. INTRODUCCIN

En nuestra vida cotidiana estamos acostumbrados a utilizar toda clase de dispositivos electrnicos que fundamentalmente tienen la complicada misin de solucionarnos o simplificarnos una gran cantidad de dificultades o problemas que tenemos, convirtindose entonces en una herramienta de trabajo ms y en muchas ocasiones hasta nos permite reducir el tiempo de trabajo o bien incrementar notoriamente la productividad y rendimiento.La robtica es una nueva tendencia tecnolgica que hoy en da en nuestro pas ha ido incrementado su investigacin y estudio en varias universidades, este es el caso de la Universidad Tcnica Estatal de Quevedo que hace varios aos viene realizando proyectos de inteligencia artificial aplicada a la robtica, los mismos que han servido como punto de inicio para el estudio de la aplicacin de la robtica en nuestro entorno, es as como nace el proyecto de implementacin de un brazo robtico con una prensa entenalla, el mismo que est enfocado al enriquecimiento de los conocimientos de la materia Fundamentos de Robtica.

El robot, en s, es un aparato que puede realizar mecnicamente ciertos movimientos bajo la accin de un motor. Estn programados para moverse, manipular objetos y realizar diversos trabajos. El proyecto se inclinara con las teoras de Fundamentos de Robtica bsicos necesarios para lograr entender el funcionamiento del brazo robtico y que sea el punto de partida de futuras investigaciones en el rea.

1.2. PROBLEMATIZACIN1.2.1. DiagnsticoDentro de la unidad de aprendizaje de Fundamentos de Robtica en la Facultad de Ciencias de la Ingeniera de la Universidad Tcnica Estatal de Quevedo se estudia diversos temas tales como el diseo, construccin, operacin, disposicin estructural, manufactura y aplicacin de los robots. Con la ayuda de un brazo robtico articulado se podr realizar un estudio que permita hacer prcticas de una manera segura en la materia Fundamentos de Robtica en la Escuela de Ingeniera en Telemtica de la UTEQ.En el mbito educativo la teora y la prctica constituyen dos realidades distintas, al descuidar la parte prctica se presentan problemas tanto en la enseanza como en el aprendizaje, lo que dificulta el desarrollo acadmico de los estudiantes, especialmente en la unidad de aprendizaje de Fundamentos de robtica, esto hace que se muestren inconvenientes al momento de adquirir experiencias que ayuden al desarrollo de futuros proyectos.

1.2.2. FormulacinCmo disear un brazo robtico articulado y prensa entenalla que realice de forma segura el proceso de compactacin de desechos no orgnicos reciclables?

1.2.3. Sistematizacin Qu tipos de componentes se van a utilizar para la creacin del brazo robtico articulado? Cmo se va a disear la estructura del brazo robtico articulado?

De qu manera se podr programar el Arduino UNO en la implementacin del brazo articulado?

1.3. JUSTIFICACIN

Desde el punto de vista tecnolgico se justifica la implementacin de un brazo robtico articulado y prensa entenalla para la explicacin de su funcionamiento de manera ptima en el transporte de desechos hacia la prensa entenalla la cual estar en funcionamiento con el brazo robtico articulado. As como la posibilidad de adquirir equipos de inteligencia artificial que sean utilizados en la creacin de un laboratorio o centro de estudio dentro de la Universidad Tcnica Estatal de Quevedo, para poder tener un implemento ms y de esta manera realizar las debidas prcticas y as lograr adquirir ms conocimientos acerca de la materia de Fundamentos de Robtica.En la actualidad los robot industriales han mejorado el tiempo de trabajo y calidad de algunos productos es por tal motivo que nos hemos enfocado en hacer este brazo robtico articulado con una prensa entenalla ya que su implementacin ser con materiales bsicos y mientras adquiramos ms conocimientos acerca de esta materia con el pasar del tiempo podemos profundizar nuestro proyecto hacindolo ms complejo y preciso para alguna actividad dentro de la universidad.En cuanto a lo econmico, se justifica ya que las nuevas tecnologas son cada vez ms costosas y difciles de adquirir, y en nuestra ciudad este hardware no es frecuentemente implementado; entonces complementado con el ingenio y formacin acadmica de Fundamentos de Robtica se lograr desarrollar el nivel de configuracin deseado.1.4. OBJETIVOS1.4.1. General Disear un brazo robtico articulado y prensa entenalla que pueda realizar de manera segura trabajos de compactacin de desechos no orgnicos reciclables para la unidad de aprendizaje de Fundamentos de Robtica1.4.2. Especficos

Construir la parte mecnica que incluye el ensamblaje del brazo y los servomotores.

Ensamblar los distintos componentes para que el brazo robtico y la prensa entenalla puedan funcionar adecuadamente basndose en el diseo elaborado.

Programar el Arduino UNO para contralar de manera adecuada los mecanismos del brazo robtico.

1.5. HIPTESIS:1.5.1. Hiptesis General

El uso de un brazo robtico y una prensa entenalla mejorar la seguridad en el proceso compactacin de desechos no orgnicos reciclables para la unidad de aprendizaje de Fundamentos de Robtica.

1.5.2. VARIABLESTabla 1: Matriz de Conceptualizacin y Operacionalidad de las VariablesMATRIZ DE CONCEPTUALIZACIN Y OPERACIONALIDAD DE VARIABLES

VariablesDefinicin ConceptualDimensionesSubdimensiones(indicadores)

INDEPENDIENTEBrazo RobticoTipo de brazo mecnico, normalmente programable, con funciones parecidas a las de un brazo humanoEscalabilidad Habilidad para extender las funciones y hacerlo ms prctico

Utilizacin Facilidad de manejo en los procesos a efectuarse.

Confiabilidad Margen de Error.

DEPENDIENTE

Compactacin de desechos no orgnicosreciclablesProceso realizado generalmente por medios mecnicos por el cual se apretan objetos

Eficiencia Exacto proceso de colocacin de los desechos.

Seguridad Evitar daos fsicos al hacerlo manualmente.

Elaboracin: Autores

CAPITULO II2. FUNDAMENTACIN TERICA2.1. MARCO CONCEPTUAL2.1.1. Definicin de RobotEn los ltimos aos, la definicin de Robot ha sido usada con el mismo significado de un sistema de automatizacin, como a menudo se ve en aplicaciones industriales, pruebas planetarias y en las profundidades del mar. (Anbal Ollero Baturone, 2001).Histricamente hablando, la palabra Robot ha hecho referencia a imitaciones de humanos o animales, compuestos de mecanismos y sistemas electrnicos que son capaces de realizar acciones similares a stos seres. Hoy en da los robots estn jugando roles muy importantes en pelculas de ciencia ficcin, revistas cmicas y animaciones. Dado a que ellos son creados en forma artificial, ellos son llamados Hombres artificiales, aquellos que se ven con apariencia humana se denominan Androides o Humanoides. En cambio un Ciberntico es creado por la combinacin de mecanismos electrnicos y sistemas orgnicos. En forma general a los casos anteriores se les puede denominar como Autmatas y otros dispositivos o mquinas similares como Robots. (Anbal Ollero Baturone, 2001).El origen de la palabra Robot se deriva de la obra literaria RUR escrita por el checoslovaco Karen Capek en 1920, en la que un personaje produce un nmero de hombres artificiales, ellos remplazan a los humanos en algunas reas de trabajo. Esta fue la primera vez que la palabra Robot fue usada para expresar a un hombre artificial. La palabra Robot originalmente proviene de la palabra Robota que significa trabajo forzoso en el idioma checoslovaco. (Anbal Ollero Baturone, 2001).2.1.2. Coordenadas de revolucinLos brazos con coordenadas de revolucin se modelan a partir del brazo humano, de modo que tengan muchas de sus capacidades. El diseo tpico es algo diferente, sin embargo, a causa de la complejidad de la articulacin del hombro humano. (Fernando Reyes Cortes, 2011).

La articulacin del hombro humano consta realmente de dos mecanismos. La rotacin del hombro se consigue mediante el giro del brazo en su base, casi como si el brazo estuviera montado en una plataforma giratoria. La flexin del brazo se consigue moviendo la parte superior del brazo adelante y atrs. La flexin del codo trabaja justo como en el brazo humano, el antebrazo se mueve arriba y abajo.(Fernando Reyes Cortes, 2011).

Los brazos de coordenadas de revolucin son un diseo muy elegido para los robots para aficionados, proporcionan mucha flexibilidad y, adems, parecen brazos reales. (Fernando Reyes Cortes, 2011).2.1.3. Coordenadas PolaresLa envolvente de trabajo del brazo de coordenadas polares tiene forma semiesfrica. Los brazos de coordenadas polares tienen un diseo cercano al de coordenadas de revolucin y son los ms flexibles en trminos de poder coger una gran variedad de objetos esparcidos alrededor del robot. (Fernando Reyes Cortes, 2011).

Una plataforma giratoria rota al brazo entero, igual que en el brazo de coordenadas de revolucin. Esta funcin es anloga a la rotacin del hombro; sin embargo, al brazo de coordenadas polares le falta un modo de flexionar el hombro. Su segundo grado de libertad es la articulacin del codo, que mueve el antebrazo arriba y abajo. (Fernando Reyes Cortes, 2011).

El tercer grado de libertad se consigue variando el alcance del antebrazo. Se extiende o se retrae un antebrazo interior para llevar la pinza ms o menos lejos del robot. Sin el antebrazo interior el brazo slo podra alcanzar objetos colocados en un crculo finito bidimensional frente a l, en lugar de en una esfera, lo que no sera muy til. (Fernando Reyes Cortes, 2011).

El brazo de coordenadas polares se usa a menudo en robots de fabricacin, encontrando su mayor aplicacin como dispositivo estacionario. No obstante, puede ser montado sobre un robot mvil para incrementar su flexibilidad. (Fernando Reyes Cortes, 2011).2.1.4. Coordenadas CilndricasEl brazo de coordenadas cilndricas se parece un poco a una horquilla elevadora robtica. Su envolvente de trabajo se asemeja a un cilindro grueso, de ah su nombre. La rotacin del hombro se consigue mediante una base que gira, como en los brazos de coordenadas de revolucin y de coordenadas polares. El antebrazo se fija a un mecanismo elevador y se mueve arriba y debajo de esta columna para agarrar objetos de varias alturas. (Fernando Reyes Cortes, 2011).Para permitir al brazo alcanzar objetos en un espacio de tres dimensiones, se dota al antebrazo con un mecanismo de extensin similar al descrito en el brazo de coordenadas polares. (Fernando Reyes Cortes, 2011).2.1.5. Coordenadas RectangularesLa envolvente de trabajo del brazo de coordenadas cartesianas se parece a una caja, es el brazo ms diferente a un brazo humano y a los dems tipos de brazos robticos, no tiene componentes giratorias. La base posee una cadena que mueve la columna elevadora arriba y abajo, y tiene un brazo interior que extiende el alcance ms cerca o ms lejos del robot. (Fernando Reyes Cortes, 2011).2.1.6. Tcnicas de ActivacinExisten tres maneras en general de mover las articulaciones de un brazo robtico: Elctrica Hidrulica NeumticaLa actuacin elctrica tiene que ver con el empleo de motores, electroimanes y otros dispositivos electromecnicos, es la ms sencilla y comn de aplicar. Los motores para la flexin del codo as como los motores para el mecanismo de la pinza se pueden colocar en la base o cerca de ella. Los motores se conectan a las articulaciones a las que sirven mediante cables, cadenas o correas. (John J. Craig 2006).La actuacin hidrulica utiliza la presin de depsitos de aceite similares a los usados en equipos de movimiento de tierras y frenos de vehculos. (John J. Craig 2006).La actuacin neumtica es anloga a la hidrulica, excepto que se emplea aire comprimido en lugar de aceite u otro fluido. Tanto los sistemas hidrulicos como los neumticos proporcionan ms potencia que los sistemas elctricos, pero son ms difciles de usar. Adems de los propios cilindros de actuacin se requiere una bomba que comprima el aire o el aceite, se necesita un vaso de expansin que estabilice la presin y se necesitan vlvulas para controlar la retraccin o extensin de los cilindros. En la Figura 11 se muestra un ejemplo de un brazo robtico utilizado en microciruga. (John J. Craig 2006).

Ilustracin 1: Ejemplo de un brazo robtico utilizado en microciruga2.1.1.1. ARDUINOArduinoes una plataforma dehardware libre, basada en unaplacacon unmicrocontroladory unentorno de desarrollo, diseada para facilitar el uso de la electrnica en proyectos multidisciplinares. (John- David Warren, 2011).Elhardwareconsiste en una placa con un microcontroladorAtmel AVRy puertos deentrada/salida.Los microcontroladores ms usados son elAtmega168,Atmega328,Atmega1280,ATmega8por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de mltiples diseos. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa ellenguaje de programacinProcessing/Wiring y elcargador de arranqueque es ejecutado en la placa. (John- David Warren, 2011).Desde octubre de 2012, Arduino se usa tambin con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits, que coexistirn con las ms limitadas, pero tambin econmicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso s, las microcontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferencia de la mayora de las placas con AVR que generalmente usan 5V. Sin embargo ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como la Arduino Fio y existen compatibles de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje. (John- David Warren, 2011).Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autnomos o puede ser conectado a software tal comoAdobe Flash,Processing,Max/MSP,Pure Data. Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integradolibre se puede descargar gratuitamente. (John- David Warren, 2011).Arduino puede tomar informacin del entorno a travs de sus entradas analgicas y digitales, puede controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programacin Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un computador. (John- David Warren, 2011).El proyecto Arduino recibi una mencin honorfica en la categora de Comunidades Digital en elPrix Ars Electrnicade 2006. (John- David Warren, 2011).

Ilustracin 2: Ejemplo De Arduino Uno2.1.1.2. ProductosLos modelos en venta de Arduino se categorizan en 4 diferentes productos: tablas, escudos, kits y accesorios; siendo en cada uno: Tablas: Arduino Uno Arduino Leonardo Arduino Due Arduino Yn Arduino Tre (En Desarrollo) Arduino Zero (En Desarrollo) Arduino Micro Arduino Esplora Arduino Mega ADK Arduino Ethernet Arduino Mega 2560 Arduino Robot Arduino Mini Arduino Nano LilyPad Arduino Simple LilyPad Arduino SimpleSnap (John- David Warren, 2011).

2.1.1.3. Accesorios: TFT LCD Screen USB/Serial Light Adapter Arduino ISP Mini USB/Serial Adapter (John- David Warren, 2011).

2.1.1.4. AplicacionesEl mdulo Arduino ha sido usado como base en diversas aplicaciones electrnicas:Xoscillo:Osciloscopiode cdigo abierto. Equipo cientfico para investigaciones. Arduinome: Un dispositivocontrolador MIDI. OBDuino: uneconmetroque usa una interfaz dediagnstico a bordoque se halla en los automviles modernos.Humane Reader: dispositivo electrnico de bajo coste con salida de seal de TV que puede manejar una biblioteca de 5000 ttulos en una tarjetamicroSD.17The Humane PC: equipo que usa un mdulo Arduino para emular un computador personal, con un monitor de televisin y un teclado para computadora.18Ardupilot: software y hardware deaeronaves no tripuladas.ArduinoPhone: un telfono mvil construido sobre un mdulo Arduino. Impresoras 3D. (John- David Warren, 2011)2.1.1.5. Esquema de conexionesEntradas y salidas Poniendo de ejemplo al mdulo Diecimila, ste consta de 14 entradas digitales configurables como entradas y/o salidas que operan a 5 voltios. Cada contacto puede proporcionar o recibir como mximo 40 mA. Los contactos 3, 5, 6, 9, 10 y 11 pueden proporcionar una salida PWM (Pulse Width Modulation). Si se conecta cualquier cosa a los contactos 0 y 1, eso interferir con la comunicacin USB. Diecimila tambin tiene 6 entradas analgicas que proporcionan una resolucin de 10 bits. Por defecto, aceptan de 0 hasta 5 voltios, aunque es posible cambiar el nivel ms alto, utilizando el contacto Aref y algn cdigo de bajo nivel. (John- David Warren, 2011)

Tabla 2: Especificaciones de los Tipos de ArduinosModeloMicrocontroladorVoltaje de entradaVoltaje del sistemaFrecuencia de RelojDigital I/OEntradas AnalgicasPWMUARTMemoria FlashCargadorInterfaz de Programacin

Arduino DueAT91SAM3X8E5-12V3,3V84MHz54*12124512KbDueNativa USB

Arduino LeonardoATmega32U47-12V5V16MHz20*127132KbLeonardoNativa USB

Arduino Uno - R3ATmega3287-12V5V16MHz1466132KbOptibootUSB via ATMega16U2

2.1.2.1. ServomotorUnservomotor(tambin llamadoservo) es un dispositivo similar a unmotor de corriente continuaque tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posicin dentro de su rango de operacin, y mantenerse estable en dicha posicin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Un servomotor es un motor elctrico que puede ser controlado tanto en velocidad como en posicin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).

Ilustracin 3: Ejemplo De Servo Motor Industrial

2.1.2.2. CaractersticasEst conformado por un motor, unacaja reductoray un circuito de control. Tambin potencia proporcional para cargas mecnicas. Un servo, por consiguiente, tiene un consumo de energa reducido. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Lacorrienteque requiere depende del tamao del servo. Normalmente el fabricante indica cul es la corriente que consume. La corriente depende principalmente del par, y puede exceder un amperio si el servo est enclavado, pero no es muy alta si el servo est libre movindose todo camaro. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).En otras palabras, un servomotor es un motor especial al que se ha aadido un sistema de control (tarjeta electrnica), un potencimetro y un conjunto de engranajes. Con anterioridad los servomotores no permitan que el motor girara 360 grados, solo aproximadamente 180; sin embargo, hoy en da existen servomotores en los que puede ser controlada su posicin y velocidad en los 360 grados. Los servomotores son comnmente usados en modelismo como aviones, barcos, helicpteros y trenes para controlar de manera eficaz los sistemas motores y los de direccin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014)2.1.2.3. ControlLos servomotores hacen uso de lamodulacin por ancho de pulsos(PWM) para controlar la direccin o posicin de losmotores de corriente continua. La mayora trabaja en la frecuencia de los cincuentahercios, as las seales PWM tendrn un periodo de veintemilisegundos. La electrnica dentro del servomotor responder al ancho de la seal modulada. Si los circuitos dentro del servomotor reciben una seal de entre 0,5 a 1,4 milisegundos, ste se mover en sentido horario; entre 1,6 a 2 milisegundos mover el servomotor en sentido anti horario; 1,5 milisegundos representa un estado neutro para los servomotores estndares. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).

Ilustracin 4: Ejemplo de servomotor Hitec HS422

El hitec HS422 es un servo de dimensiones estndar pero con una mayor potencia gracias al cojinete de salida metlico que transfiere toda la potencia al eje de salida con precisin y suavidad. El servo hs422 destaca por sus excelentes caractersticas de centrado y resolucin.Hoja de caractersticas tcnicas Aqu. Se suministra con tornillos y varios platos y brazos de montaje. Conexiones: Amarillo-seal, Rojo- positivo y Negro-negativo.Los servos hitec se caracterizan por su calidad tcnica y sus excelentes caractersticas mecnicas y electrnicas hacen que sean los servos ms utilizados en el montaje de robots. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.2.4. Caractersticas Tcnicas Servo Hitec HS422Tabla 3: Caractersticas tcnicas del servomotor Hitec HS422Servo Hitec HS422

Sistema de ControlControl por Anchura de Pulso. 1,5 ms al centro

Tensin de funcionamiento4,8V a 6 V

Velocidad a 6V0,16 Seg /60 grados sin carga

Fuerza a 6V4,1 Kg cm

Corriente en reposo8 mA

Corriente en funcionamiento150 mA sin carga

Corriente Mxima1100 mA

Zona Neutra8 sec

Rango Trabajo1100 a 1900 sec

Dimensiones40,6 x 19,8 x 36,6 mm

Peso45,5 g

Rodamiento PrincipalMetlico

EngranajesPlstico

Longitud del cable300 mm

Ilustracin 5: Ejemplo de servomotor Hitec HS4222.1.2.5. Dimensiones

Ilustracin 6: Ejemplo de dimensiones del servomotor Hitec HS422Servo - Hitec HS-422 (tamao estndar)Descripcin:Este es el clsico servo Hitec HS-422.Este servo slido grado consumidor es capaz de disfrutar de 6 voltios y entregar 57 oz-in. De par mximo a 0,16 sec / 60 , este es un servo simple para cualquier proyecto principiante! (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Este servo de alta calidad es perfecta para sus necesidades mecatrnicas y si usted est mirando para conseguir en la robtica, esto es por dnde empezar.El HS-422 servo viene de serie con una potencia de 3 pines y cable de control y todo el hardware se enumeran a continuacin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014)

2.1.2.6. Caractersticas: Voltaje: 4,8 a 6,0 voltios Torque: 45,82 / 56,93 oz-in.(4.8 / 6.0V) Velocidad: 0.21 / 0.16 seg / 60 (4.8 / 6.0V) Direccin: A la derecha / Pulso Viajando 1500-1900usec Rotacin: 180 Dual Oilite buje Nylon Engranajes 3-Pole ferrita Motor C1 Standard Spline (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Incluye: 1x HS-422 Servo 1x Crculo de Hornos 1x Doble Brazo de Hornos 1x solo brazo (w / soporte de diapositivas) Cuerno 1x Four Point Cuerno 4x goma Grommets 4x 2x15mm Phillips Screw Ojales de latn 4x (Corona Ramrez Leonel G. 2014).

Dimensiones: 40.6 x 19.8 x 36.6mm Longitud de cable: 300 mm Peso: 45,5 g (Corona Ramrez Leonel G. 2014).

2.1.3.1. Sensor Infrarrojo.Elsensores un dispositivoelectrnico/mecnico/qumico que mapea un atributo ambiental resultando una medidacuantizada, normalmente un nivel detensin elctrica. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Particularmente, elsensor infrarrojoes undispositivo electrnicocapaz de medir laradiacin electromagnticainfrarrojade los cuerpos en sucampo de visin. Todos los cuerposreflejanuna cierta cantidad deradiacin, esta resulta invisible para nuestrosojospero no para estos aparatos electrnicos, ya que se encuentran en el rango del espectro justo por debajo de laluz visible. (Corona Ramrez Leonel G. 2014)2.1.3.2. Principio de funcionamiento.Los rayos infrarrojos(IR) entran dentro delfototransistordonde encontramos unmaterialpiro elctrico, natural o artificial, normalmente formando unalmina delgada dentro delnitratode galio [Ga(NO3)3],nitratode Cesio (CsNO3), derivados de la fenilpirazina, y ftalocianina decobalto. Normalmente estn integrados en diversas configuraciones (1, 2, 4pxelsde material piro elctrico). En el caso de parejas se acostumbra a darpolaridadesopuestas para trabajar con unamplificador diferencial, provocando la auto-cancelacin de los incrementos deenergade IR y el desacoplamientodel equipo. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Sensores pasivos.Estn formados nicamente por elfototransistorcon el cometido de medir las radiaciones provenientes de los objetos. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Sensores activos.Se basan en la combinacin de unemisor y un receptorprximos entre ellos, normalmente forman parte de un mismocircuito integrado. El emisor es un diodo LEDinfrarrojo (IRED) y el componentereceptorelfototransistor. (Corona Ramrez Leonel G.)

Tabla 4: Componentes de un sensor activo

Clasificacin segn el tipo de seal emitida

Ilustracin 7: Ejemplo de Sensor Reflexivo

2.1.3.3. Sensores reflexivos.Este tipo de sensor presenta una cara frontal en la que encontramos tanto al LED como alfototransistor. Debido a esta configuracin elsistematiene que medir la radiacin proveniente del reflejo de la luz emitida por elLED.Se tiene que tener presente que esta configuracin es sensible a la luz del ambiente perjudicando lasmedidas, pueden dar lugar aerrores, es necesario la incorporacin de circuitos de filtrado en trminos de longitud de onda, as pues ser importante que trabajen en ambientes deluzcontrolada. Otro aspecto a tener en cuenta es elcoeficiente de reflectividad del objeto, el funcionamiento delsensorser diferente segn el tipo de superficie. (Corona Ramrez Leonel G.)2.1.3.4. Sensores de ranura (Sensor Break-Beam).Este tipo de sensor sigue el mismo principio de funcionamiento pero la configuracin de los componentes es diferente, ambos elementos se encuentran enfrontados a la misma altura, a banda y banda de una ranura normalmente estrecha, aunque encontramos dispositivos con ranuras ms grandes. Este tipo se utiliza tpicamente para control industrial. Otra aplicacin podra ser el control de las vueltas de un volante. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.3.5. Sensores modulados.Este tipo desensor infrarrojosigue el mismo principio que el dereflexinpero utilizando la emisin de unaseal modulada, reduciendo mucho la influencia de la iluminacin ambiental. Son sensores orientados a la deteccin de presencia, medicin de distancias, deteccin de obstculos teniendo una cierta independencia de la iluminacin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.3.6. Sensores de barrido.La diferencia con los anteriores reside en que el sensor realiza el barrido horizontal de la superficie reflectante utilizando seales moduladas para mejorar la independencia de la luz, el color o reflectividad de los objetos. Normalmente estos sistemas forman parte de un dispositivo de desplazamiento perpendicular al eje de exploracin del sensor, para poder conseguir las medidas de toda la superficie. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.3.7. Configuracin ptica.Esta configuracin se basa en un nico sensor enfrentado a un cristal, el cual genera la imagen de una seccin de la regin a medir. Dicho cristal solidario con un motorde rotacin con el objetivo de lograr el barrido de toda elrea. Tiene la ventaja que adquiere un secuencia continua de la regin de barrido. Resulta un sistema lento en trminos de exploracin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.3.8. Configuracin en array de sensores.En este caso la configuracin del sistema de medida est formado por un array de sensores infrarrojos, por tanto no es necesario la utilizacin de ningn sistema de cristales, nicamente necesita un conjunto delentespticas deenfoque(concentracin de laradiacin) a cada uno de lossensores. Esta configuracin es ms compleja pero permite mayorvelocidaddetranslaciny mejor proteccin contra errores de captacin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014)2.1.3.9. Sensor Infrarrojo Sharp DigitalDescripcinEste pequeo sensor digital detecta objetos a una distancia entre 2 y 10 cm. Con su tiempo de respuesta rpido, pequeo tamao y bajo consumo de corriente, este sensor es una buena opcin para la deteccin de objetos sin contacto, y con la PCB compacta hace que sea fcil de integrar en tus proyectos.Un LED rojo en la parte posterior de la PCB indica que el sensor detecta algo. Si lo deseas, puedes deshabilitar este LED cortando el camino entre OUT y el LED o tambin lo puedes hacer desoldando el LED (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Caractersticas: Voltaje de funcionamiento: 2,7 V a 6,2 V Consumo de corriente: 5 mA (tpico) Rango de medicin GP2Y0D810Z0F: 2 cm a 10 cm Tipo de salida: digital Tiempo de respuesta: 2.56 ms tpico (3,77 ms mx) Mdulo de tamao: 21,6 x 8,9 x 10,4 mm Peso sin pasadores de cabecera: 1,3 g(Corona Ramrez Leonel G. 2014).

Ilustracin 8: Ejemplo de Sensor Infrarrojo Sharp Digital2.1.3.10. Sensores MecnicosSon dispositivos que cambian su comportamiento bajo la accin de una magnitud fsica que pueden directa o indirectamente transmitir una seal que indica cambio.La seal de un sensor puede ser usada para detectar y corregir las desviaciones de los sistemas de control, en instrumentos de medicin.Los sensores mecnicos son utilizados para medir: Desplazamiento, posicin, tensin, movimiento, presin, flujo. Los sensores mecnicos se utilizan para el posicionamiento y la desconexin final en mquinas herramienta y prensas, en centros de fabricacin flexible, robots, instalaciones de montaje y transporte, as como en la construccin de mquinas y aparatos (Corona Ramrez Leonel G. 2014).2.1.3.11. Tipos de sensoresSensor tunneling: El efecto tunneling es un mtodo extremadamente exacto para sentir desplazamientos a escala nanmetros.Pero su naturaleza altamente no lineal requiere el uso de control de retroalimentacin para hacerlo til.Existen dos tipos de funcionamiento:Efecto piezoresistivo: convierte una tensin aplicada en un cambio en la resistencia que puede sentirse en circuitos electrnicos tales como el puente de Whetstone. El efecto piezoresistivo puede usarse en sensores que miden presin. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).Ventajas. Detectan la ausencia o presencia de elementos. No se equivocan en la medicin si se trabaja a unafrecuencia correcta y al tener contacto directo con el sensor la medida siempre es exacta.Ventajas y desventajas de los sensores mecnicos desventajas. Por tener contacto directo con losobjetos a medir tienen desgaste en la pieza. Poca resistencia a la oxidacin, por estar al aire libre el clima puede afectarlo. Son normalmente muy grandes, necesitan un espacio mayor frente a otros elementos sensoricos. (Corona Ramrez Leonel G. 2014).

2.1.4.1. Prensa Entenalla

Ilustracin 9: Prensa Tornillo "Entenalla"2.1.4.2. Tres tipos de tornillos mordazas

Ilustracin 10: Tres tipos de tornillos mordazas

Eltornillo de bancootorno de bancoes unaherramientaque sirve para dar una eficaz sujecin, a la vez que gil y fcil de manejar, a las piezas para que puedan ser sometidas a diferentes operaciones mecnicas como aserrado, perforado, fresado, limado o marcado. EnArgentinarecibe el nombre popular demorsa, denominacin que asimismo se le da en italiano y portugus. (Nicolas P. WAGANOFF, 2000).Se suele asentar en una mesa o banco de trabajo, bien atornillado a la superficie de la misma o apoyado en el suelo del taller. Tiene dos quijadas, una fija y la otra movida por un tornillo, normalmente de rosca cuadrada o trapezoidal, que gira gracias a una palanca, entre ellas se fijan las piezas a mecanizar. Para no daar las superficie de las piezas se suelen colocar unas protecciones llamadas galteras o bien, "mordazas blandas", realizadas en plomo u otro material blando. (Nicolas P. WAGANOFF, 2000).

Esta herramienta es fundamental en la manufactura de cualquier producto del hierro o cualquier otro material que tenga que sujetarse para trabajarlo. Operaciones como aserrado, limado o marcado, precisan de una eficaz sujecin, a la vez que gil y fcil de manejar. Estas caractersticas son, precisamente, las que posee esta herramienta. (Nicolas P. WAGANOFF, 2000).2.1.5.1. Rel

Ilustracin 11: Ejemplos De RelElrel(enfrancs:relais"relevo") orelevadores un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de unabobinay unelectroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henryen 1835.Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon entelegrafa, haciendo la funcin derepetidoresque generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les llamaba "relevadores"(Cecilio Blanco Viejo 2005).2.1.5.2. Estructura y funcionamiento

Ilustracin 12: Funcionamiento RelEl electroimn hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magntico, que provoca que los contactos hagan una conexin. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito. (Cecilio Blanco Viejo 2005).2.1.5.3. Tipos de relsExisten multitud de tipos distintos de rels, dependiendo del nmero de contactos, de suintensidadadmisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activacin y desactivacin, entre otros. Cuando controlan grandespotenciasse llaman contactoresen lugar de rels. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Rels electromecnicosRels de tipo armadura: pese a ser los ms antiguos siguen siendo los ms utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimn provoca la basculacin de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).Rels de ncleo mvil: a diferencia del anterior modelo estos estn formados por un mbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atraccin, se utiliza unsolenoidepara cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes (Cecilio Blanco Viejo 2005).Rel tiporeedo de lengeta: estn constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas lminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitacin de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Rels polarizados o biestables: se componen de una pequea armadura, solidaria a unimnpermanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimn, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimn, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revs, el giro ser en sentido contrario, abriendo los contactos cerrando otro circuito. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Rels multitensin: son la ltima generacin de reles que permiten por medio de un avance tecnolgico en el sistema electromagntico del rele desarrollado y patentado por Relaygo, a un rele funcionar en cualquier tensin y frecuencia desde 0 a 300 AC/DC reduciendo a un solo modelo las distintas tensiones y voltajes que se fabricaban hasta ahora. (Cecilio Blanco Viejo 2005).2.1.6.1. TransistorEltransistores undispositivo electrnicosemiconductorutilizado para entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada.Cumple funciones deamplificador,oscilador,conmutadororectificador. El trmino transistor es la contraccin eninglsdetransfer resistor(resistorde transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos losaparatos electrnicosde uso diario:radios,televisores,reproductores de audio y video,relojes de cuarzo,computadoras,lmparas fluorescentes,tomgrafos,telfonos celulares, entre otros. (Cecilio Blanco Viejo 2005).2.1.6.2. Tipos de transistor

Ilustracin 13: Ejemplo De TransistoresDistintos encapsulados de transistores.Transistor de contacto puntualLlamado tambin transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base degermanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinacincobre-xido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se ve en el colector, de ah el nombre detransfer resistor. Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su da. Es difcil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frgil (un golpe poda desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivi con el transistor de unin (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Transistor de unin bipolar

Ilustracin 14: Ejemplo De transistor BipolarEl transistor de unin bipolar (o BJT, por sus siglas del inglsbipolar junction transistor) se fabrica bsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio oArseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductorescomo losmetalesy losaislantescomo eldiamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. (Cecilio Blanco Viejo 2005)La zona N con elementos donantes deelectrones(cargas negativas) y la zona P de aceptadores o huecos (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P alIndio(In),Aluminio(Al) oGalio(Ga) y donantes N alArsnico(As) oFsforo(P). (Cecilio Blanco Viejo 2005).La configuracin deuniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la caracterstica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminacin entre ellas (por lo general, el emisor est mucho ms contaminado que el colector). (Cecilio Blanco Viejo 2005).El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor depender de dichas contaminaciones, de la geometra asociada y del tipo de tecnologa de contaminacin (difusin gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuntico de la unin. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Transistor de efecto de campoEl transistor de efecto de campo de unin (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la prctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto hmico, tenemos as un transistor de efecto de campo tipo N de la forma ms bsica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre s, se producir una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicandotensinpositiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarizacin cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensin de estrangulamiento, cesa la conduccin en el canal. (Cecilio Blanco Viejo 2005).Eltransistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en ingls, que controla la corriente en funcin de una tensin; tienen altaimpedanciade entrada.Transistor de efecto de campo de unin,JFET, construido mediante una unin PN.Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se asla del canal mediante undielctrico.Transistor de efecto de campo MOS,MOSFET, dondeMOSsignifica Metal-xido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metlica y est separada del canal semiconductor por una capa dexido. (Cecilio Blanco Viejo 2005).FototransistorLos fototransistores son sensibles a laradiacin electromagnticaen frecuencias cercanas a la de laluzvisible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por medio de la luz incidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, slo que puede trabajar de 2 maneras diferentes:Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo comn);Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (Modo de iluminacin). (Cecilio Blanco Viejo 2005).2.2. MARCO REFERENCIAL2.2.1. Tipos de RobotsCon el acelerado desarrollo de la Robtica, hoy en da se podran dividir en varios tipos:Robots en funcin del medio o Terrestres (Vehculos, Robots con patas, Manipuladores industriales) Areos (Dirigibles, aviones a escala) Acuticos (Nadadores, submarinos) Hbridos (Trepadores)Robots en funcin del control de movimiento Autnomos (robots mviles) Teleoperador (Brazos robticas) Los tipos de Robots impulsados neumticamente: Son mquinas compuestas de dos partes: una superior y una inferior. La parte inferior es un secuenciador que proporciona presin y vaco al conjunto de mangos de unin en una secuencia controlada por el tiempo. La parte superior es el conjunto de mangos de unin que activan cada una de las piezas mviles del robot. En nuestro medio podemos encontrar stas mquinas en las retroexcavadoras, en los talleres de autos y en los de alineacin de llantas. Hay quienes opinan que a este tipo de mquinas no se les debera llamar robots; sin embargo, en ellas se encuentran todos los elementos bsicos de un robot: estas mquinas son programables, automticas y pueden realizar gran variedad de movimientos. (Ferretti G., G. Magnani, P. Rocco, 2008).Robots equipados con servomecanismos: El uso de servomecanismos va ligado al uso de sensores, como los potencimetros, que informan de la posicin del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez ste ha ejecutado una orden transmitida. Esta posicin es comparada con la que realmente debera adoptar el brazo o la pieza despus de la ejecucin de la orden; si no es la misma, se efecta un movimiento ms hasta llegar a la posicin indicada. (Ferretti G., G. Magnani, P. Rocco, 2008).Robots punto a punto: La programacin se efecta mediante una caja de control que posee un botn de control de velocidad, mediante el cual se puede ordenar al robot la ejecucin de los movimientos paso a paso. Se clasifican, por orden de ejecucin, los pasos que el robot debe seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando en la memoria la posicin de cada paso. Este ser el programa que el robot ejecutar. Una vez terminada la programacin, el robot inicia su trabajo segn las instrucciones del programa. A este tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino trazado para la realizacin de su trabajo est definido por pocos puntos. (Ferretti G., G. Magnani, P. Rocco, 2008).Robots controlados por computadora: Se pueden controlar mediante computadora. Con ella es posible programar el robot para que mueva sus brazos en lnea recta o describiendo cualquier otra figura geomtrica entre puntos preestablecidos. La programacin se realiza mediante una caja de control o mediante el teclado de la computadora. La computadora permite adems acelerar ms o menos los movimientos del robot, para facilitar la manipulacin de objetos pesados. (Ferretti G., G. Magnani, P. Rocco, 2008).Robots con capacidades sensoriales: An se pueden aadir a este tipo de robots capacidades sensoriales: sensores pticos, codificadores, etc. Los que no poseen estas capacidades slo pueden trabajar en ambientes donde los objetos que se manipulan se mantienen siempre en la misma posicin. Los robots con capacidades sensoriales constituyen la ltima generacin de este tipo de mquinas. El uso de estos robots en los ambientes industriales es muy escaso debido a su elevado costo. Estos robots se usan en cadenas de embotellado para comprobar si las botellas estn llenas o si la etiqueta est bien colocada.En la Figura 9 se muestran unos ejemplos de los diversos tipos de robots que existen en la actualidad. El primero es un robot con patas denominado robot Arcnido y el segundo es un robot mvil que utiliza una PALM como su cerebro. (Ferretti G., G. Magnani, P. Rocco, 2008).

Ilustracin 15: Ejemplos de Tipos de Robots2.2.2. Desarrollo de la ImaginacinEl entusiasmo de los humanos por los robots viene de mucho tiempo atrs incluso antes de Cristo. Los humanos tenan el deseo de producir una herramienta o dispositivo que pudiera funcionar en lugar de la gente. Se crearon cosas como por ejemplo, una hermosa nia de oro que aparece en la mitologa griega (siglo 8 antes de Cristo) y un demonio de bronce llamado Talos (siglo 3 antes de Cristo). Heron en la antigua Grecia trabaj en un dispositivo similar a una puerta automtica de la actualidad. Esta puerta se abra automticamente cuando se prenda fuego en un altar y se cerraba cuando se apagaba (ver Figura 2), tambin cre un dispositivo que verta agua bendita cuando se insertaba una moneda. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 16: Puerta automtica que se acciona cuando se prende o se apaga fuegoJacques de Beaukerson, construye el pato, el autmata ms conocido; un pato hecho de cobre, que bebe, come, grazna, chapotea en el agua y digiere su comida y elimina excremento como un pato real (ver Figura 3). Previamente construye un flautista y un tamborilero en 1738; el primero consista en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y labios, como el funcionamiento normal de una flauta. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 17: Autmata de un Pato de Cobre inventado por Jacques de BeaukersonEstos dispositivos automticos fueron hechos por ingenieros simplemente por satisfacer su placer, y se puede decir que fueron exitosos en el sentido que eran adornos que sorprendan a la gente. Sin embargo, estos no tenan una aplicacin directa en el campo de la industria. Hay que tomar en cuenta que la gente que desarrollaba estos dispositivos no estaba dedicada a tiempo completo a sta actividad, sino que lo hacan como un hobby y para ese entonces no se encontraba una aplicacin prctica para los muequitos que ms tarde si la tendran. (Anbal Ollero Baturone, 2001).En el siglo 19, algunos escritores publicaron obras relacionadas a los robots, que mostraban signos de una literatura ortodoxa, en donde no contenan fundamentos completamente cientficos y pregonaban que los robots en algn momento se revelaran contra los humanos. (Anbal Ollero Baturone, 2001).2.2.3. Desarrollo de la Ciencia, Tecnologa y los RobotsEn el siglo 20, con el avance de la ciencia y la tecnologa, los muecos automticos fueron desarrollados con mecanismos ms sofisticados. Aunque eran diferentes en calidad a los robots de la actualidad que combinan elementos mecnicos, electrnicos e incluso informticos. Por ejemplo, en la exposicin mundial de ciencia en New York en 1927, la compaa Westinghouse present un robot llamado Willy. Este Robot era capaz de caminar, hablar e identificar colores. Con este robot se pretendan simular algunas funciones que realiza el ser humano, pero con algunas limitaciones en la parte de locomocin y sin alcanzar una etapa de aplicacin prctica. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

A mediados de 1940 cuando se intensific el desarrollo de los robots debido al avance de la ciencia y la tecnologa, Isaac Asimov present Los Tres principios de la Robtica . Estos principios son:Un robot no puede lastimar ni permitir que sea lastimado ningn ser humano.1. El robot debe obedecer a todas las rdenes de los humanos, excepto las que contraigan la primera ley.

2. El robot debe auto protegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto con la primera o segunda ley.

3. Estos principios que ahora son considerados leyes de la Robtica mostraban un panorama ideal de la tecnologa de los productos. (Anbal Ollero Baturone, 2001).2.2.4. Desarrollo de los Robots en la actualidadHoy da, ningn robot puede existir sin el desarrollo de los sistemas informticos y tecnologa de control automtico. Estas tecnologas comenzaron a ser desarrolladas a partir de la Segunda Guerra Mundial, acompaadas con la comunicacin inalmbrica. El rendimiento de los tubos al vaco fue mejorado notablemente con el descubrimiento de los transistores y diodos, pero stos fueron aplicados inicialmente en los equipos de cmputo y en lo posterior a los equipos robticos, en consecuencia se podra decir que el desarrollo de los computadores ha ayudado a que tambin se desarrolle la robtica, tomando en cuenta que el cerebro de los robots es una computadora. (Anbal Ollero Baturone, 2001).En los aos sesenta, se desarrollaron los Circuitos Integrados (CI), que son pequeos chips que tienen funciones equivalentes a varias docenas de transistores. Estos nuevos productos hicieron posible eliminar factores negativos como las posibles fallas y fue el comienzo del desarrollo a gran escala en el rea industrial y dnde se comenz a comercializarlos (ver Figura 4). (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 18: La Compaa FORD invirti cerca de $700 millones en su planta de Michigan para una lnea de ensamblaje con brazos robticos.Con el desarrollo de las tecnologas de gran escala LSI (Large Scale Integration) y VLSI (Very Large Scale Integration) se mejor en la velocidad de los equipos de cmputo y se iba a la tendencia de la miniaturizacin. Este hecho permiti que los robots tengan una unidad de procesamiento central (CPU) ms rpida y adems estn equipados de sensores que simulan los cinco sentidos del ser humano (ver, or, tocar, oler y saborear).En la actualidad ya es comn encontrarse con Robots aplicados a diversas reas que desarrolla el ser humano, desde los ms sofisticados que recogen muestras en otros planetas, tale es el caso de la misin Mars PathFinder que form parte del proyecto Discovery de la NASA. En dnde se hizo demostracin de que la tecnologa existente permita la entrada y el despliegue de sistemas en la superficie de Marte. El robot denominado Pathfinder fue enviado en una lanzadera Delta II-7925 el 4 de diciembre de 1996 desde el centro espacial Kennedy y tard siete meses en llegar a Marte (ver Figura 5). (Anbal Ollero Baturone, 2001)

Ilustracin 19: Robot PathFinder desarrollado por la NASAEn la actualidad muchos centros educativos introducen los conceptos bsicos de la robtica con juguetes inteligentes, como es el caso del Robot MindStorm desarrollado por Lego. En la Figura 6 se muestra un modelo que puede ser armado con los componentes de LEGO. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 20: Robot MINDSTORMS desarrollado por Lego en 1998El ltimo logro de la Robtica lo ha dado la Compaa japonesa Honda con el desarrollo del robot ASIMO (acrnimo de "Advanced Step in Innovative Mobility"- paso avanzado en movilidad innovadora), es un robot humanoide creado en el ao 2000.El robot es capaz de moverse, interactuar con los seres humanos y ayudarles es, sin duda, una de las mayores proezas tecnolgicas del siglo XXI. En la Figura 7 se muestra la historia visual del desarrollo del robot ASIMO, se puede observar que Honda desde un inicio pretenda buscar solucin al problema de locomocin y equilibrio, un factor difcil de controlar en los robots humanoides. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 21: Historia Visual del desarrollo del Robot ASIMO por la empresa HondaSe podran citar muchos otros ejemplos en la historia de los robots y nos podramos dar cuenta de cunto se ha avanzado en sta rea. Si bien es cierto que los pases desarrollados han sido los pioneros en este campo, nuestro Ecuador poco a poco est comenzando a palpar stas tecnologas, a nivel local por ejemplo se enfocado el contenido de la materia Inteligencia Artificial a la Robtica y se han desarrollado proyectos de tesis relacionados al rea. En la Figura 8 se muestra un ejemplo de un humanoide desarrollado como proyecto de Tesis. (Anbal Ollero Baturone, 2001).

Ilustracin 22: Humanoide que brinda informacin2.2.5. Los Brazos RobticosLos robots sin brazos estn limitados a moverse sobre ruedas o andar, percibiendo las cosas que suceden a su alrededor. Sin embargo, el robot no puede alcanzar ni tocar algo y no puede por tanto manipular su entorno.Los robots ms sofisticados en la Ciencia, Industria e Investigacin y Desarrollo tienen al menos un brazo para sujetar, reorientar o mover objetos. (Marvin Minsky, 2008).Los brazos extienden el alcance de los Robots y los hacen ms parecidos a los humanos. Debido a todas las capacidades extra que proporcionan a un robot es interesante que los brazos no sean difciles de construir. (Marvin Minsky, 2008).Los diseos creados se pueden emplear como robots estacionarios del tipo de los utilizados en las fbricas, o se pueden colocar sobre un robot mvil como un apndice. (Marvin Minsky, 2008).2.2.6. El Brazo HumanoObservemos nuestros propios brazos por un momento.Rpidamente observaremos varios puntos importantes. Primero, nuestros brazos, sin duda, son mecanismos enormemente adaptables. Son capaces de maniobrar en cualquier posicin que se desee, para ello, tienen dos articulaciones principales: el hombro y el codo (la mueca, hasta donde la robtica trata, se considera parte del mecanismo de la mano). El hombro se puede mover en dos planos, arriba y abajo, hacia detrs y hacia delante. (Marvin Minsky, 2008).Si se mueven los msculos del hombro hacia arriba el brazo entero se levanta separndose del cuerpo. Si se mueven los msculos del hombro hacia delante el brazo entero se mueve hacia delante. La articulacin del codo es capaz de moverse en dos planos: atrs y adelante, arriba y abajo. (Marvin Minsky, 2008).Las articulaciones del brazo y su capacidad de moverse se llaman grados de libertad. El hombro ofrece dos grados de libertad por s mismo: rotacin del hombro y flexin del hombro. La articulacin del codo aade un tercero y cuarto grados de libertad: la flexin del codo y la rotacin del codo. Los brazos robticos tambin tienen grados de libertad. No obstante en lugar de msculos, tendones, rtulas y huesos, los brazos robticos estn hechos de metal, plstico, madera, motores, electroimanes, engranajes, poleas y otros componentes mecnicos.Algunos brazos robticos slo proporcionan un grado de libertad; otros proporcionan tres, cuatro, incluso cinco grados distintos de libertad. (Marvin Minsky, 2008).2.2.7. Tipos de Brazos RobticosLos brazos robticos se clasifican por la forma del rea que el extremo del brazo (donde se coloca la pinza) puede alcanzar. Esta rea accesible se llama "envolvente de trabajo". En beneficio de la simplicidad, la envolvente de trabajo no tiene en consideracin el movimiento del cuerpo del robot sino slo los mecanismos de brazo. (W. Bolton, 2001).

El brazo humano tiene una envolvente de trabajo casi esfrica. Podemos alcanzar casi cualquier cosa dentro del alcance de la longitud del brazo, aproximadamente en el interior de tres cuartos de una esfera. Imaginemos que estamos en el interior de una cscara de naranja vaca, si est colocado en su interior se puede tocar la piel de la naranja en sus tres cuartas partes. (W. Bolton, 2001).

En un robot, un brazo robtico capaz de tener una envolvente esfrica se dira que tiene coordenadas de revolucin. Los otros tres tipos importantes de brazos robticos son coordenadas polares, coordenadas cilndricas y coordenadas cartesianas o rectangulares. Se observar que hay tres grados de libertad en estos cuatro tipos bsicos de brazos robticos. Miremos un ejemplo de uno de ellos. (Ver Figura 10). (W. Bolton, 2001).

Ilustracin 23: Ejemplo De Brazo Robtico

CAPITULO III

3. MTODOS Y MATERIALES DE LA INVESTIGACIN2. 3.1. Metodologa de la InvestigacinMtodo inductivo: Dando uso de este mtodo, seguimos el siguiente proceso: Realizamos las investigaciones necesarias para disear el brazo robtico articulado, dando as con las respectivas operaciones, funciones, parmetros y comandos que se necesitan para su desarrollo en el lenguaje de programacin Arduino, de fcil utilizacin, y que sirve como medio para la enseanza y produccin de proyectos multimedia e interactivos de diseo digital, al estar basado en Java, puede heredar todas sus funcionalidades, convirtindose en una herramienta poderosa a la hora de encarar proyectos complejos.

En el diseo general del brazo robtico y la prensa entenalla se utiliz el programa AutoCAD, que nos permiti representar en dibujos 2D y modelados 3D las diferentes partes del proyecto.

Para la construccin fsica del brazo robtico se utiliza madera debido a sus bajas densidades y buenas propiedades mecnicas.

SEGMENTACIN DEL PROYECTOTabla 5: Segmentacin del ProyectoFASESPLATAFORMA/HERRAMIENTARESPONSABLEASIGNACIN

Primera Fase Microsoft Visio AutoCADLlerenaEcheverra Bosquejo general del brazo robtico.

Segunda Fase Investigacin CompraSoledispaMielesLlerena Identificacin y adquisicin de materiales a utilizarse para la construccin del proyecto.

Tercera Fase Instrumentos mecnicos y elctricosEcheverraaSoledispaLlerena Ensamblado mecnico de elementos.

Cuarta Fase Proteus

MielesSoledispaLlerenaEcheverra Diseo y simulacin de componentes elctricos y electrnicos.

Quinta Fase ArduinoMielesEcheverriaSoledispa Programacin de Arduino UNO

Sexta Fase ComplementacinLlerena Mieles Complementacin, sincronizacin y funcionamiento de todas las fases del proyecto.

Mtodo deductivo: Este mtodo permite la formacin de la hiptesis.Hiptesis General:El uso de un brazo robtico y una prensa entenalla mejorar la seguridad en el proceso compactacin de desechos no orgnicos reciclables para la unidad de aprendizaje de Fundamentos de Robtica.

Dada la hiptesis, proseguimos a dar la solucin a esta: Se obtendrn las respuestas respectivas de las variables definidas en la Matriz de Conceptualizacin y Operacionalidad de Variables. Con los conocimientos adquiridos en la unidad de aprendizaje de Fundamentos de Robtica impartida en el Octavo semestre, se disear e implementar el brazo robtico articulado y prensa neumtica, presentndolo en un prototipo fcil de usar y manejar, el cual permitir el proceso de compactacin de desechos no orgnicos. Estos procesos se llevar a cabo controlando el brazo robtico de tal que realice un proceso automtico, el cual consistir en recoger los desechos reciclables y colocarlos en una prensa entellada que se encargara de compactarlos y contabilizarlos.

Investigacin Exploratoria: Esta investigacin se basa en la revisin de libros disponibles acerca del tema y con la recopilacin de informacin que se obtuvo se considera que: El brazo robtico tiene que detectar el residuo no orgnico dentro de su pinza para que as, el brazo se mueva en un radio de 90 grados con la ayuda del servomotor instalado, para que a continuacin preceda trasladar el residuo no orgnico hacia la prensa entenalla.

Una vez que la prensa detecte el objeto dentro de la misma derivar hacer la debida compactacin del desecho de una forma segura y rpida para el usuario que la tiene en funcionamiento.Investigacin de Campo: En la investigacin de campo se hizo un estudio previo, para el beneficio de las personas que conforman este grupo con la finalidad de poder recopilar informacin educativa para lograr la correcta creacin de este prototipo de brazo robtico articulado y su prensa entenalla con fines educativo, obteniendo esta informacin a nuestros compaeros y docentes en el rea del campus universitario UTEQ en la facultad de ciencias de la ingeniera en la carrera de Ingeniera en Telemtica.

3.2. Mtodo Estadstico para la Comprobacin de la HiptesisUna vez concluido el brazo robtico articulado y prensa entenalla, se podr demostrar la hiptesis general de esta investigacin por medio de la utilizacin de la prueba estadstica chi cuadrado, la cual se centra en evaluar desde el inicio hasta el final de la investigacin los resultados obtenidos en la medicin previa y posterior de la ejecucin del brazo robtico.

3.3. Instrumentos de la InvestigacinEn el presente proyecto se decidi utilizar las tcnicas de observacin y entrevista:Encuesta: Se elabor un cuestionario (Ver anexo1) con el fin de recopilar datos relevantes para su posterior anlisis.

Se realizar una encuesta a los estudiantes y docentes de la carrera de Ingeniera en Telemtica; la cual est compuesta de cinco preguntas abiertas, orientadas en conocer los beneficios que tiene este proyecto para la Unidad de Aprendizaje de Fundamentos de Robtica y la seguridad con respecto a otros mtodos como el manual.

Observacin: Con la utilizacin de esta tcnica se compilo lo siguiente: Observar el proceso que realiza el brazo robtico, una vez que haya detectado el desecho no orgnico, para trasladarlo hacia la prensa entenalla.

Visualizar su debido funcionamiento de los servomotores, que con su programacin adecuada se le puede asignar la velocidad que tendr ese servomotor para poder movilizar el brazo robtico.Entrevista: Con la ayuda didctica de los docentes como el Ing. Emilio Zhuma, Ing. Bolvar Daz, Ing. ngel Torres y estudiantes de la carrera de Ingeniera Mecnica e Ingeniera Elctrica pudimos recopilar la siguiente informacin: Tcnicas que se debe utilizar al momento de la programacin del Arduino UNO, ya que es el elemento ms importante que se utiliza en este proyecto.

La debida realizacin de la fuente que se le debe instalar al proyecto ya que contiene elementos muy sensibles, fcil de hacer circuito en caso de que se sobrepasen con la alimentacin de energa elctrica. Ideas de como poder realizar la prensa entenalla ya que tenemos que utilizar un motor adecuado con su debida fuerza para poder hacer su debida compactacin del desecho no orgnico.

3.4. Etapas de Desarrollo del Brazo Robtico Etapa 1. Diseo MecnicoEn esta etapa se plantea un esquema de los requerimientos que debe contar el brazo robtico, adems este proceso permite dar forma, dimensiones, materiales necesarios, tecnologa de fabricacin y funcionamiento de nuestro proyecto para que cumpla las tareas o necesidades determinas y verificar que cumpla con los objetivos para el que fue diseado

Etapa 2. Diagrama de FlujoUna vez ya determinados los requerimientos principales del brazo robtico, proseguimos a realizar el diagrama de flujo. El diagrama de flujo permite la representacin grfica del algoritmo o proceso. Se utiliza en la disciplina de programacin y procesos del brazo robtico articulado junto con la prensa entenalla.En Lenguaje Unificado de Modelado (UML), un diagrama de actividades representa los flujos de trabajo paso a paso operacionales de los componentes del proyecto. Un diagrama de actividades muestra el flujo de control general.En la programacin del Arduino, el diagrama ha sido extendido para indicar flujos entre pasos que mueven elementos fsicos. Los cambios adicionales permiten al diagrama soportar mejor flujos de comportamiento y datos continuos.Estos diagramas utilizan smbolos con significados definidos que representan los pasos del algoritmo, y representan el flujo de ejecucin mediante flechas que conectan los puntos de inicio y de fin de proceso.Etapa 3. Diseo Electrnico

Se muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de alimentacin y de seal entre los distintos dispositivos. En este esquema del circuito mostramos la conexin real mediante cables entre los dispositivos.Etapa 4. PruebaLas pruebas que se desarrollaron son con la finalidad de comprobar el ptimo funcionamiento de cada uno de los elementos que forman parte del brazo robtico y la prensa entenalla, sobre todo realizar las pruebas respectivas para determinar la confiabilidad del control de calidad y seguridad que se aplica a las piezas mecanizadas.

3.5. Recursos3.5.1. Cronograma de ActividadesTabla 6: Cronogramas de Actividades CRONOGRAMA DE ACTIVIDADESDISTRIBUCIN TEMPORAL

ACTIVIDADESOctubre NoviembreDiciembreEneroFebrero

12341234123412341234

1. Definicin del Tema

1. Resumen Ejecutivo

1. Introduccin

1. Problematizacin

1. Justificacin

1. Objetivos

1. Hiptesis

1. Marco Terico

1. Mtodos y Materiales de la Investigacin

1. Conclusiones

1. Recomendaciones

1. Resultados

1. Anexos

3.5.2. Recursos Humanos utilizados en la Investigacin 4 Autores del proyecto integrador. Coordinador del proyecto (Ing. Emilio Zhuma)..

3.5.3. Recursos Informticos utilizados en la InvestigacinHardware:Tabla 7: Hardware a Utilizar en la InvestigacinCANTIDADEQUIPODESCRIPCIN

3COMPUTADORASPORTATILToshiba Satellite Pro C650-SP5016L Caractersticas: Intel(R) Core(TM) i3 de 2.40GHz o superior 6 Gb. RAM o superior 500 Gb Disco Duro DVD rWriter Monitor, Teclado, MouseHP Pavilon DB42145Caractersticas: AMD Turion II Dual-Core Mobile M520 de 2.30 GHz o superior 4 Gb. RAM o superior 320 Gb Disco Duro Dvdrwriter Monitor, Teclado, Mouse

HP 2000 219 Notebook PCCaractersticas: AMD E-350 Processor 1.60 GHz 3 Gb. RAM o superior 284 Gb Disco Duro Dvd rwriterMonitor, Teclado, Mouse

Software:Tabla 8: Software a Utilizar en el Desarrollo del Proyecto

CANTIDADSOFTWAREDESCRIPCIN

1 Lenguaje de Programacin de Arduino (Processing)Software utilizado para el desarrollo que tiene que hacer cada servomotor y sensores utilizados.

1AutoCADSoftware utilizado para la visualizacin de los elementos con sus debidas medidas.

2Sistemas OperativosWindows 7 ProfessionalWindows 8.1 Enterprise

1ProteusSoftware utilizado para la simulacin de los circuitos.

1

Microsoft Office

Microsoft Office 2010 o superior Word Excel PowerPoint

Otros Recursos:Tabla 9: Recursos a Utilizar en la InvestigacinINTERNET

Acceso a Internet para realizar investigaciones necesarias para el Desarrollo de la Investigacin

MATERIALES DE OFICINA Lpices y Lapiceros Pen drivers Carpetas

3.5.4. Recursos Econmicos utilizados en la Investigacin

Brazo RobticoTabla 10: Presupuesto Del Brazo RobticoITEMDESCRIPCIONCANTV.UNITARIOV.TOTAL

1SERVOMOTOR HITEC HS422114,7314,73

2MICROSERVO HITEC HS311116,0716,07

3FUENTE DE PODER 650W116,5216,52

4ARDUINO UNO124,1124,11

5PINZA120,0020,00

6SENSOR INFLARROJO SHARP DIGITAL19,699,69

SUBTOTAL101,12

IVA 12%12,13

TotalMaterialesElectrnicos113,25

ESTRUCTURA25

TOTAL138,25

Prensa EntenallaTabla 11: Presupuesto De la Prensa EntenallaITEMDESCRIPCIONCANTV.UNITARIOV.TOTAL

1MOTOR LEVANTA VIDRIOS1100,00100,00

2ENTENALLA125,0025,00

3CONTROL DE MOTOR PUENTE H125,0025,00

4MATERIALES EXTRAS125,0025,00

SUBTOTAL200,00

IVA 12%24,00

TotalMateriales

224,00

ESTRUCTURA25

TOTAL249,00

GASTOS DE MOVILIZACIN$ 160,00

3.5.5. Materiales de Impresin:Tabla 12: Total de recursos econmicos utilizados en la Investigacin Impresiones$

Copias$

Anillados$

Total de gastos$547,25

CAPITULO IV

4. DESARROLLO

4.1. Etapa 1. Diseo Mecnico

Mediante el software AutoCAD representamos en dibujos 2D y modelados 3D las diferentes partes del proyecto.

Ilustracin 24: Diseo 2D de Pinza de Brazo Robtico

Ilustracin 25: Diseo 2D de Medidas de Pinza y de Brazo Robtico

Ilustracin 26: Diseo 3D de Prensa EntenallaIlustracin 27: Diseo 3D de Prensa Entenalla

4.2. Etapa 2. Diagrama de Flujo

4.3. Etapa 3. Diseo ElectrnicoMediante el programa de Proteus, ISIS, se permite disear el plano elctrico delcircuitoque se desea realizar con componentesmuy variados, desde simplesresistencias, hasta alguno que otro microprocesador omicrocontrolador, incluyendofuentes de alimentacin, generadores de sealesy muchos otros componentes con prestaciones diferentes. Los diseos realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real, mediante el mdulo VSM, asociado directamente con ISIS.Ilustracin 28: Arduino UNO, Fuente de Voltaje, Interruptores y Sensores

Ilustracin 29: Servomotores

CAPITULO V

5. RESULTADOS5.1. Variable IndependienteDimensin EscalabilidadEl brazo robtico tiene la capacidad de seguir creciendo, puesto que se pueden agregar nuevos implementos mecnicos y electrnicos para realizar tareas ms complejas y de manera ms ptima, lo que permite realizar mejores proyectos a futuro.Dimensin UtilizacinEl brazo robtico presenta un mecanismo eficaz y fcil de manipular, el cual permite sujetar y ubicar los desechos no orgnicos en la prensa entenalla.

Dimensin ConfiablidadEn base a los requerimientos que exige la aplicacin, es facilitar el manejo del brazo robtico de una manera eficiente, controlndolo mediante inteligencia que vendra hacer nuestro Arduino UNO.

5.2. Variables DependientesDimensin EficienciaLa eficiencia que se tiene en el presente proyecto, es que se puede hacer la debida compactacin de desechos no orgnicos de manera correcta en un tiempo especfico.Dimensin Seguridad La compactacin de los desechos no orgnicos se realiza de forma segura, brinda confiablidad ya que hacerlo de forma manual representa un gran peligro para las personas.

CONCLUSIONES

En la prctica se comprob que el sensor infrarrojo Sharp digital, cumpli las condiciones del diseo y por ende se realizaron pruebas en la programacin del software Arduino UNO.

En el diseo, desarrollo y fabricacin de mecanismos autnomos siempre ser necesario implementarlos con un sistema de control para que les permita interactuar con el entorno de una forma ptima. Este sistema debe evaluar si el funcionamiento del mecanismo es el adecuado y que las acciones que ejecuta contribuyan a realizar sus tareas y cumplir los objetivos que se le hayan ordenado.

En la construccin de la parte mecnica de un robot es necesario que se realicen pruebas para determinar si existen elementos que no se incluyeron el diseo y que su presencia o ausencia afecten el desempeo planificado, estas correcciones son necesarias para eliminar ciertas imperfecciones que no se tenan previstas.

RECOMENDACIONES

Es muy importante la conexin de la tarjeta Arduino UNO y el voltaje recomendado de los dispositivos, asegurando la fiabilidad y el uso de los mismos.

Se deben usar estndares o especificaciones en los prototipos, diagramas procesos y variables, al igual que documentacin de estos mismos, para la gestin de la informacin puesto que son importantes y adquieren una mayor relevancia cuando se necesita intercambio de informacin en proyectos multidisciplinarios. Esta prctica contribuye a la optimizacin de tiempos de anlisis y desarrollo, y mejoramiento de la calidad de los proyectos

Las pruebas que se realicen para evaluar el diseo y la implementacin del robot, podran realizarse por medio de simulaciones computarizadas. Es importante evaluar el desempeo del diseo antes de empezar a construirlo para no incurrir en prdidas de tiempo y dinero. En la fase de construccin del dispositivo, las pruebas unitarias de los componentes que se vayan construyendo son importantes antes de integrarlos al robot

Se recomienda utilizar un servomotor de marca reconocida en el mercado a fin de no tener problemas con respecto al peso y torque a utilizar.

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Anexo 1

EncuestaUNIVERSIDAD TCNICA ESTATAL DE QUEVEDOFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERAESCUELA DE ELCTRICACARRERA INGENIERIA EN TELEMTICA

Dirigida a estudiantes de la carrera de Ingeniera en TelemticaMasculino ( )Femenino( ) Edad: ( )

Totalmente de acuerdo.1

De acuerdo. 2

Me es indiferente.3

Es desacuerdo.4

Totalmente de desacuerdo.5

1. Cree usted que sera importante la creacin de un prototipo de brazo articulado y una prensa entenalla en la Universidad Tcnica estatal de Quevedo y sobre todo en la materia de Fundamentos de Robtica?12345

2. Cree usted que deberan desarrollarse ms proyectos sobre robtica para as poder tener ms implementos de prctica y obtener mejores conocimientos educativos?12345

3. Cree usted que la elaboracin de un prototipo de brazo articulado y prensa entenalla, permita a las personas realizar la compactacin de los desechos no orgnicos de una manera ms segura?12345

4. Cree usted que la utilizacin del dispositivo del ARDUINO UNO es un elemento electrnico con mayor facilidad para el manejo del prototipo del brazo articulado, a comparacin con otros dispositivos electrnicos?12345