Memorias Congreso Internacional de Investigación...

ISSN: 2395-9711

Revista Digital www.congresoinvestigacion.com Vol. 4, No.1, Noviembre de 2016

Memorias Congreso Internacional de Investigación Científica

Multidisciplinaria

Sección Prototipos MEMORIAS CONGRESO INTERNACIONAL DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA MULTIDISCIPLINARIA, Año 4, No. 1, Enero – Diciembre 2016, es una publicación anual editada por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Ave. Eugenio Garza Sada 2501, 64849 Monterrey, N.L. México, Tel (614) 439-5084, www.congresoinvestigacion.com, [email protected]. Editor Responsable: Elías Solís Rivera. Reserva de Derechos uso exclusivo No. 04-2015-052207545900-203, ISSN 2395-9711, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, calle Puebla 143, Col Roma, Delegación Cuauhtémoc. C.P. 06700. Responsable de la última Actualización de este número, Departamento de Investigación del Tecnológico de Monterrey Campus Chihuahua, Ing. Elías Solís Rivera, Calle H. Colegio Militar, 4700, Col. Nombre de Dios, Chihuahua, Chih. C.P. 31300, fecha de última modificación 16 de Diciembre del 2016. El editor no necesariamente comparte el contenido de los artículos, ya que son responsabilidad exclusiva de los autores. Se prohibe la reproducción total o parcial del contenido, ilustraciones y textos publicados en este número sin la previa autorización que por escrito emita el editor.

Memorias Congreso Internacional de Investigación Científica Multidisciplinaria

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El Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey es un sistema universitario que tiene como misión formar personas íntegras, éticas, con visión humanística y competitivas internacionalmente en su campo profesional, que al mismo tiempo sean ciudadanos comprometidos con el desarrollo económico, político, social y cultural de su comunidad y con el uso sostenible de los recursos naturales. La misión incluye programas de investigación y desarrollo.

Consejo Editorial

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Director Editorial y del Área de Investigación

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Revista semestral publicada por: Tecnológico de Monterrey Campus Chihuahua

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Índice

7759846

Diseñoyanálisisdeprototiposfuncionalesparaelestudiodecinemáticadirectaenrobóticaindustrial

4

7821972

Desarrollodeunaaplicaciónparateléfonosmóvilesquepermitaintegrarlainformaciónsobrereproducción

sexual,asícomobrindarinformaciónsobreloscentrosdesaludmáscercanosdeacuerdoalaubicación

20

7774340 Tecnocerraduras 22

7766472Optimizacióndelprocesodeahorrodecombustiblegeneradoconhidrógenoatravésdeelectrólisis

38

7765565SimuladorECGparalaInnovaciónenelmétododela

enseñanzamédica(EKG)50

8082705Evaluaralternativasdesoftwareyhardwarelibreen

modeloseducacionalesprácticosparalaindustriarobóticaindustrial

59

7765048 Prototipodeviviendasustentableparazonasrurales 67


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DISEÑO Y ANÁLISIS DE PROTOTIPOS FUNCIONALES PARA EL ESTUDIO DE CINEMÁTICA DIRECTA EN ROBÓTICA INDUSTRIAL

Hernández-Rodríguez, Felipe1; Benavidez-Téllez, Enrique2

1, 2 Tecnologico de Monterrey, Campus Saltillo, México.

Prolongación Juan de la Barrera # 1241 Ote, Colonia Cumbres, Saltillo, Coahuila [email protected]

[email protected]

Resumen.

En una sociedad industrializada como la que las nuevas generaciones enfrentan, es importante contar con habilidades tales que brinden ventajas significativas sobre sus competidores, por lo que las instituciones de educación superior deben estar a la vanguardia en cuanto a tecnologías de manufactura. La región manufacturera del norte del país necesita ingenieros con conocimiento en Robótica para aplicaciones industriales de acuerdo a información dada por egresados y profesionales de la industria. Dichos ingenieros normalmente son capacitados para operar equipos de forma técnica, en ocasiones obviando los fundamentos de funcionamiento de dicha maquinaria, dejando al personal sin las herramientas para innovar y mejorar procesos. Con los prototipos propuestos en este artículo se da una visión amplia de los sistemas integrados de manufactura que incluyen elementos de manejo y almacenamiento de materiales, manipulación y procesamiento de partes.

Se diseñaron tres plataformas, las cuales fueron impresas en 3D con diferentes características, con las cuales se puede instruir en el diseño matemático que rige los movimientos espaciales de dichos robots industriales y en el diseño de los mecanismos que los constituyen. El desarrollo de la cinemática directa de los tres mecanismos enfatiza como primera instancia la importancia del modelado en tareas de manipulación.

Palabras clave: Robótica Industrial, cinemática directa, diseño mecánico.

Abstract.

In an industrialized society like that new generations face, it is important to have such skills that provide significant advantages over its competitors, so that higher education institutions should be at the forefront of manufacturing technologies. Manufacturing northern region of the country needs engineers


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with expertise in robotics for industrial applications according to information given by graduates and industry professionals. These engineers are usually trained to operate equipment technically, sometimes ignoring the basics of operation of the machinery, leaving the staff without the tools to innovate and improve processes. With the prototypes proposed in this article a broad view of integrated manufacturing systems that include elements of material handling and storage, handling and processing of parts it is given.

Three platforms were designed, which were printed in 3D with different characteristics, which can be instructed in the mathematical design governing spatial movements of said industrial robot and the design of the mechanisms that constitute them. The development of direct kinematics of the three mechanisms emphasizes as first instance the importance of modeling in handling tasks.

Keywords. Industrial robotics, forward kinematics, mechanical design.

Introducción

La industria manufacturera del país cada vez necesita en mayor medida personal capacitado para las áreas de programación y manipulación de robots industriales ya que con más frecuencia se han adoptado tecnologías de manufactura avanzada para mejorar los procesos, reducir costos y tiempos de producción, así como la reducción de riesgos al operador humano. Normalmente los ingenieros encargados de estas áreas reciben una capacitación relacionada con la programación de la maquinaria y la manipulación técnica, dejando de lado las bases de funcionamiento y modelación matemática de la misma.

En (Kafuko, et al., 2015) se propone la construcción de un brazo robótico para propósitos de enseñanza en las áreas de diseño integrado, enfocándose en los componentes eléctricos del manipulador y no en la modelación matemática. Por otro lado en (Iqbal, et al., 2012) desarrollan el modelado de un sistema de 6 gdl1 donde se describe el proceso de obtención de la cinemática directa, así como el análisis del espacio de trabajo del robot.

En este proyecto se propone el diseño mecánico, construcción y modelado de tres prototipos que ayudarán a los estudiantes de ingeniería a tener un mejor entendimiento del funcionamiento básico de dichas plataformas robóticas. El desarrollo y resultados mostrados describen los procedimientos para identificar las características fisionómicas de cada robot y su modelo de cinemática directa.

Se cubren tres escenarios distintos de automatización de procesos industriales, primero el manejo y almacenamiento de materiales con la construcción de un sistema AS/RS2 de 4 gdl cuya configuración es la de un robot cartesiano de 3 gdl prismático (movimientos lineales) con un movimiento rotacional adicional en el efector final para agarre de las piezas. Por otro lado un robot SCARA3 de 4 gdl para tareas de manipulación y ensamble. Por último un robot articulado de 6 gdl capaz de realizar tareas de

1 Grados de libertad. 2 Por sus siglas en inglés Automatic Storage and Retrieval System. 3 Por sus siglas en inglés Selective Compliant Articulated Robot Arm.


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procesamiento que necesitan un posicionamiento complejo para poder realizarse, por ejemplo, tareas de soldadura o pintura con aerógrafo.

En la sección de metodología se presentarán los elementos mecánicos de cada prototipo acompañados del análisis cinemático correspondiente. Enseguida se discutirán los resultados del modelado y cómo esta estrategia refuerza la percepción que como ingenieros deben tener acerca de la manipulación de los robots industriales.

Cabe señalar que las etapas de diseño electrónico y control de movimientos no están contemplada en los alcances de este artículo.

Metodología

Diseño mecánico

Las nuevas tendencias de fabricación aditiva muestran una gran oportunidad para el desarrollo de prototipos funcionales rompiendo paradigmas en distintos rubros, incluido el sector educativo. Como ya se mencionó, en este proyecto se propusieron tres plataformas robóticas para el estudio de la cinemática directa en robótica industrial, dichas plataformas fueron diseñadas en SolidWorks utilizando las medidas reales de los diferentes componentes, como motores y rodamientos principalmente debido a que el 90% de la estructura fue impresa en 3D utilizando ABS4 como materia prima, siendo éste un termoplástico que se funde para crear objetos rígidos con formas complejas según los diseños en cuestión.

Los prototipos fueron construidos por piezas y después ensamblados para acoplar los elementos que generarán los movimientos. La Figura 1 muestra el diseño 3D del sistema AS/RS y el prototipo construido.

a) Modelo 3D

4ABSporsussiglaseninglésAcrilonitgriloButadienoEstireno.


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b) Prototipo

Figura 1. Diseño y construcción del sistema AS/RS.

a) muestra el modelo CAD y b) el prototipo impreso en 3D

Este sistema cuenta con tres motores a pasos para generar los movimientos sobre los tres ejes principales, adicionalmente un servomotor que manipula el cuarto gdl, su función principal es rotar el efector final para que éste pueda entrar y recoger las piezas al almacén.

En la Figura 2 se puede observar el diseño del robot SCARA en conjunto con el prototipo construido, cuyos actuadores contemplan dos motores a pasos y dos motores dinamixel de alto torque para la manipulación de los últimos dos grados de libertad. La articulación prismática fue diseñada como piñon cremallera tomando en cuenta las especificaciones mecánicas del mismo.

a) Modelo 3D b) Prototipo

Figura 2. Diseño y construcción del robot SCARA. a) muestra el modelo CAD y b) el prototipo impreso en 3D


8

Por último en la Figura 3 el robot articulado, cuya estructura mecánica es más compleja que los dos prototipos presentados previamente, ya que se compone de un robot antropomórfico con muñeca esférica. Este robot cuenta con 4 motores dinamixel y dos servomotores comerciales para los primeros 4 gdl y los últimos 2 gdl respectivamente.

b) Modelo 3D b) Prototipo

Figura 3 Diseño y construcción del robot articulado. a) muestra el modelo CAD y b) el prototipo impreso en 3D

Las medidas de los prototipos se omiten ya que el análisis cinemático de realizará en forma de expresiones trigonométricas.

Conceptos básicos.

Un robot manipulador se compone de un conjunto de eslabones conectados por articulaciones. Las articulaciones en cuestión se definen como: articulación de revolución (permite la rotación sobre un eje) y articulación prismática (permite el movimiento lineal sobre un eje), las cuales pueden ser descritas con un número real, ángulo de rotación 𝜃 en el caso de la articulación de revolución y desplazamiento 𝑑 en el caso de la articulación prismática. Cabe mencionar que cada una de ellas posee solo un grado de libertad. (Spong, et al. 2006). La conjunción de estos elementos se conoce como cadena cinemática, la cual puede ser abierta o cerrada, en este artículo nos enfocaremos a describir cadenas cinemáticas abiertas de las cuales podemos determinar una sucesión de movimientos rígidos de los eslabones y articulaciones hasta tener una representación de la pose5 del efector final.

5Poseserefierealaposiciónyorientación.


9

Los movimientos rígidos pueden ser representados por una matriz de transformación homogénea de dimensión 4×4 como se muestra en la Figura 4. Los cuatro elementos principales son: rotación (es una matriz ortonormal 𝑆𝑂 3 de 3×3 que describe la orientación mutua entre dos marcos coordenados), posición (coordenadas espaciales en ℝ)), perspectiva y escalamiento que en robótica se establecen como constantes.

Figura 4. Matriz de transformación homogénea.

La matriz de transformación homogénea 𝐴+ = 𝐴+ 𝑞+ representa el movimiento rígido entre dos articulaciones para definir un eslabón de la cadena cinemática, donde la variable articular 𝑞 se define como:

𝑞+ =𝜃+𝑑+silaarticulación𝑖esderevoluciónsilaarticulación𝑖esprismática

Entonces, la pose del efector final respecto a la base del robot es representada por una matriz de transformación homogénea 𝑇 de la siguiente forma:

𝑇BC = 𝐴D 𝑞D ⋯𝐴B(𝑞B)

donde 𝑛 se refiere al número de gdl.

Cinemática del robot

La cinemática como definición es el estudio analítico del movimiento del robot respecto de un sistema de referencia fijo, sin tener en cuenta las fuerzas o pares que producen dicho movimiento (cita). Los problemas a resolver por la cinemática incluyen el estudio de las coordenadas articulares del robot y las coordenadas espaciales de la pose del efector final del robot, por lo que se tienen las variantes de


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cinemática directa y cinemática inversa, la Figura 5 muestra la relación entre ambas y las variables en juego.

Figura 5. Problemas a resolver de la Cinemática de robots.

La cinemática directa consiste en la relación que hay entre las articulaciones individuales del robot manipulador y la posición y orientación del efector final, para su cálculo una herramienta importante es la convención de Denavith – Hartenberg (Spong, et al. 2006), la cual es un procedimiento sistemático para realizar el análisis cinemático.

La convención de Denavith – Hartenberg (D-H de ahora en adelante) consiste de cuatro movimientos rígidos consecutivos descritos por matrices de transformación homogénea.

𝐴+ = 𝑅𝑜𝑡L,NO𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠S,TO𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠S,UO𝑅𝑜𝑡S,UO

=

𝐶NO −𝑆NO𝐶UO 𝑆NO𝑆UO 𝑎+𝐶NO𝑆NO00

𝐶NO𝐶UO −𝐶NO𝑆UO 𝑎+𝑆NO𝑆UO 𝐶UO 𝑑+0 0 1

Los parámetros cinemáticos utilizados en D-H están relacionados con las articulaciones y los eslabones, se definen de la siguiente manera.

• Articulaciones. Posición y orientación relativa de elementos adyacentes. o 𝜃+. Angulo de la articulación. Angulo entre los ejes 𝑥C y 𝑥D, medido en el plano normal a 𝑧C. o 𝑑+. Desfase del eslabón. Distancia del origen 𝑂C a la intersección del eje 𝑥D con 𝑧C, medido a lo largo

de 𝑧C. • Eslabón. Estructura mecánica del eslabón. o 𝑎+. Longitud del eslabón. Distancia entre los ejes 𝑧C y 𝑧D, medido sobre el eje 𝑥D. o 𝛼+. Torsión del eslabón. Angulo entre los ejes 𝑧C y 𝑧D medido en el plano normal a 𝑥D.


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Para establecer estos parámetros que definen un eslabón se deben satisfacer dos condiciones adicionales de D-H, estas son:

• D-H1. El eje 𝑥D es perpendicular al eje 𝑧C. • D-H2. El eje 𝑥D intersecta al eje 𝑧C.

La Figura 6 muestra los parámetros para formalizar la relación entre dos marcos coordenados.

Figura 6. Representación de parámetros de D-H cumpliendo con las condiciones D-H1 y D-H2 (Spong, et al.,

2006)

Modelo cinemático de plataformas propuestas.

Cada robot tiene su propio modelo cinemático para describir los movimientos del efector final de acuerdo a las capacidades mecánicas que lo distinguen. Siguiendo la convención D-H puede haber variaciones de acuerdo al diseñador y a las consideraciones tomadas de acuerdo al accionamiento positivo de las variables articulares (actuadores en un sistema mecánico). A continuación se presenta la propuesta de análisis cinemático para las plataformas robóticas antes expuestas.

Sistema AS/RS.

Este sistema está diseñado para fungir como almacén y manejo de materiales, tiene una configuración básica de un robot cartesiano de 3 gdl prismáticos y 1 gdl rotacional para un total de 4 gdl (PPPR). Es una de las configuraciones básicas más simples al tener 3 movimientos lineales donde los ejes asociados a cada articulación 𝑧D, 𝑧], 𝑧) son ortogonales entre sí.


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La Figura 7 muestra el estudio de marcos coordenados para el análisis de la cinemática directa del sistema AS/RS.

Figura 7. Asignación de marcos coordenados del sistema AS/RS.

La Tabla 1 muestra el análisis cinemático del sistema AS/RS a partir de los parámetros de D-H, los elementos señalados con * hacen referencia a la variable articular.

Eslabón 𝜽𝒊 𝒅𝒊 𝒂𝒊 𝜶𝒊 0 𝜋/2 𝑑C 0 𝜋/2 1 𝜋/2 𝑞D ∗ 0 𝜋/2 2 𝜋/2 𝑞] ∗ 0 −𝜋/2 3 −𝜋/2 𝑞) ∗ 0 0 4 𝑞g ∗ 0 𝑎g 0

Tabla 1. Parámetros de D-H para el sistema AS/RS.


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Debido a la complejidad de la definición del primer movimiento de la base, se decidió integrar un eslabón cero al análisis para ajustarse completamente a la estructura del robot en el espacio cartesiano por lo que la variable 𝑑C es una constante de altura. Las matrices de transformación homogénea derivadas de la Tabla 1 son las siguientes.

𝐴C =0 0 1 0100

0 0 01 0 𝑑C0 0 1

, 𝐴D =0 0 1 0100

0 0 01 0 𝑞D0 0 1

, 𝐴] =0 0 −1 0100

−0 0 01 0 𝑞]0 0 1

,

𝐴) =0 1 0 0−100

0 0 00 1 𝑞)0 0 1

, 𝐴g =

𝐶hg−𝑆hg 0 𝑎g𝐶hg

𝑆hg00

𝐶hg 0 𝑎g𝑆hg0 1 00 0 1

La matriz de cinemática directa resultante para el sistema AS/RS es:

𝑇gC =

𝑆hg𝐶hg 0 𝑞D + 𝑎g𝑆hg

𝐶hg00

−𝑆hg 0 𝑞] + 𝑎g𝐶hg0 −1 𝑑C − 𝑞)0 0 1

Robot SCARA.

Este robot tiene 4 gdl en configuración tipo planar (RRPR), las dos primeras articulaciones tipo rotacional se mueven en un plano horizontal, la tercer articulación es prismática y la cuarta rotacional para rotar el efector final. Los ejes principales de rotación y desplazamiento respectivamente son paralelos entre sí. Este robot es usado ampliamente para tareas de ensamble y manipulación de objetos en el plano horizontal.

La Figura 8 muestra el estudio de marcos coordenados para el análisis de la cinemática directa del robot SCARA.


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Figura 8. Asignación de marcos coordenados del robot SCARA.

La Tabla 2 muestra el análisis cinemático del robot SCARA a partir de los parámetros de D-H.

Eslabón 𝜽𝒊 𝒅𝒊 𝒂𝒊 𝜶𝒊 1 𝑞D ∗ 𝑑D 𝑎D 0 2 𝑞] ∗ 0 𝑎] 𝜋 3 0 𝑞) ∗ 0 0 4 𝑞g ∗ 𝑑g 0 0

Tabla 2. Parámetros de D-H para el robot SCARA

Las matrices de transformación homogénea derivadas de la Tabla 2 son las siguientes.

𝐴D =

𝐶hD−𝑆hD 0 𝑎D𝐶hD

𝑆hD00

𝐶hD 0 𝑎D𝑆hD0 1 𝑑D0 0 1

, 𝐴] =

𝐶h]𝑆h] 0 𝑎]𝐶h]

𝑆h]00

−𝐶h] 0 𝑎]𝑆h]0 −1 00 0 1

,


15

𝐴) =1 0 0 0000

1 0 00 1 𝑞)0 0 1

, 𝐴g =

𝐶hg−𝑆hg 0 0

𝑆hg00

𝐶hg 0 00 1 𝑑g0 0 1

La matriz de cinemática directa resultante para el robot SCARA es:

𝑇gC =

𝐶hjhk𝐶g + 𝑆hjhk𝑆g −𝐶hjhk𝑆g + 𝑆hjhk𝐶g 0 𝑎D𝐶hD + 𝑎]𝐶hjhk𝑆hjhk𝐶g − 𝐶hjhk𝑆g

00

−𝑆hjhk𝑆g − 𝐶hjhk𝐶g 0 𝑎D𝑆hD + 𝑎]𝑆hjhk0 −1 𝑑D − 𝑑g − 𝑞)0 0 1

Robot articulado.

Este robot tiene 6 gdl, también llamado robot antropomórfico, se conoce por su versatilidad en tareas complicadas y presenta una mayor capacidad de movimiento dentro de su espacio de trabajo. Por su similitud con el brazo humano sus elementos se pueden representar como torso (primer gdl), hombro (segundo gdl), codo (tercer gdl) y muñeca esférica (3 gdl restantes).

La Figura 9 muestra el estudio de marcos coordenados para el análisis de la cinemática directa del robot articulado.

Figura 9. Asignación de marcos coordenados del robot articulado.


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La Tabla 3 muestra el análisis cinemático del robot articulado a partir de los parámetros de D-H.

Eslabón 𝜽𝒊 𝒅𝒊 𝒂𝒊 𝜶𝒊 1 𝑞D ∗ 𝑑D 0 −𝜋/2 2 𝑞] ∗ 0 𝑎] 0 3 𝑞) ∗ 0 0 𝜋/2 4 𝑞g ∗ 𝑑g 0 −𝜋/2 5 𝑞l ∗ 0 0 𝜋/2 6 𝑞m* 𝑑m 0 0

Tabla 3. Parámetros de D-H para el robot articulado

Las matrices de transformación homogénea derivadas de la Tabla 3 son las siguientes.

𝐴D =

𝐶hD0 −𝑆hD 0

𝑆hD00

0 𝐶hD 0−1 0 𝑑D0 0 1

, 𝐴] =

𝐶h]−𝑆h] 0 𝑎]𝐶h]

𝑆h]00

𝐶h] 0 𝑎]𝑆h]0 1 00 0 1

,

𝐴) =

𝐶h)0 𝑆h) 0

𝑆h)00

0 −𝐶h) 01 0 00 0 1

, 𝐴g =

𝐶hg0 −𝑆hg 0

𝑆hg00

0 𝐶hg 0−1 0 𝑑g0 0 1

,

𝐴l =

𝐶hl0 𝑆hl 0

𝑆hl00

0 −𝐶hl 01 0 00 0 1

, 𝐴m =

𝐶hm−𝑆hm 0 0

𝑆hm00

𝐶hm 0 00 1 𝑑m0 0 1

La matriz de cinemática directa resultante para el robot articular es demasiado grande para mostrarse en un solo arreglo:


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𝑇gC =

𝑇(1,1) 𝑇(1,2) 𝑇(1,3) 𝑇(1,4)𝑇(2,1)𝑇(3,1)0

𝑇(2,2) 𝑇(2,3) 𝑇(2,4)𝑇(3,2) 𝑇(3,3) 𝑇(3,4)0 0 1

𝑇 1,1 = −𝑆hm 𝐶hg𝑆hD + 𝐶 𝑞] + 𝑞) 𝐶hD𝑆hg − 𝐶hm 𝐶hl 𝑆hD𝑆hg − 𝐶hD𝐶h]𝐶h)𝐶hg + 𝐶hD𝐶hg𝑆h]𝑆h) + 𝑆 𝑞] + 𝑞) 𝐶hD𝑆hl ;

𝑇 1,2 = Spm Cpl SpDSpg − CpDCp]Cp)Cpg + CpDCpgSp]Sp) + S q] + q) CpDSpl − Cpm CpgSpD + C q] + q) CpDSpg ;

𝑇 1,3 = S q] + q) CpDCpl − Spl SpDSpg − CpDCp]Cp)Cpg + CpDCpgSp]Sp) ;

𝑇 1,4 = dgS q] + q) CpD − dm Spl SpDSpg − CpDCp]Cp)Cpg + CpDCpgSp]Sp) − S q] + q) CpDCpl + a]CpDCp];

𝑇 2,1 = Spm CpDCpg − C q] + q) SpDSpg + Cpm Cpl CpDSpg + Cp]Cp)CpgSpD − CpgSpDSp]Sp) − S q] + q) SpDSpl ;

𝑇 2,2 = Cpm CpDCpg − C q] + q) SpDSpg − Spm Cpl CpDSpg + Cp]Cp)CpgSpD − CpgSpDSp]Sp) − S q] + q) SpDSpl ;

𝑇 2,3 = Spl CpDSpg + Cp]Cp)CpgSpD − CpgSpDSp]Sp) + S q] + q) CplSpD;

𝑇 2,4 = dm Spl CpDSpg + Cp]Cp)CpgSpD − CpgSpDSp]Sp) + S q] + q) CplSpD + dgsin q] + q) SpD + a]Cp]SpD;

𝑇 3,1 = S q] + q) SpgSpm − Cpm C q] + q) Spl + S q] + q) CpgCpl ;

𝑇 3,2 = Spm C q] + q) Spl + S q] + q) CpgCpl + S q] + q) CpmSpg;

𝑇 3,3 = C q] + q) Cpl − S q 2 + q 3 ∗ CpgSpl;

𝑇(3,4) = dD + dgC(q] + q)) − a]Sp] + dm)(C q] + q) Cpl − S q] + q) CpgSpl);

Resultados y discusión

Para probar los resultados obtenidos del modelado cinemático de las plataformas propuestas se usa el toolbox de robótica para Matlab (Corke, 2013) el cual nos permite visualizar la cadena cinemática correspondiente a los parámetros D-H resultantes del análisis cinemático. La Figura 10 muestra la ventana de simulación de Matlab para las tres plataformas respectivamente.


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Figura 10. Simulación en Matlab. a) Sistema AS/RS, b) Robot SCARA, c) Robot articulado

Con la simulación se puede observar las capacidades de movimiento de los robots para posteriormente aplicar leyes de control que permitan realizar tareas específicas dentro del espacio de trabajo de cada robot.

Estas herramientas le dan al estudiante de robótica industrial las bases para poder desarrollar proyectos que resuelvan diferentes problemáticas actuales en la industria. La construcción de prototipos funcionales hace que asimilen la teoría de mejor manera teniendo mejores resultados en la aplicación de los conocimientos.

Conclusiones

El estudio de la cinemática de robots industriales permite al usuario conocer las capacidades motrices del robot, así como su funcionamiento interno. El estudio de la cinemática directa es de vital importancia para todo aquel diseñador, innovador que pretende incurrir en el área de robótica industrial.

Con el diseño y construcción de los prototipos se tienen las herramientas para desarrollar proyectos retadores que resuelvan problemáticas actuales y puedan dar un valor agregado al procesamiento de partes, identificación de productos, manejo de materiales, etc.


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Agradecimientos.

Al fondo NOVUS del Tecnológico de Monterrey por auspiciar el proyecto: “Estación de Robótica y Visión para aplicaciones industriales”

Bibliografía

Corke, P. I. (2013). Robotics, vision and control: Fundamental algorithms in MATLAB. Berlin: Springer.

Spong, M. W., Hutchinson, S., & Vidyasagar, M. (2006). Robot modeling and control. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.

Kafuko, M., Singh I., & Wanyama, T. Design of a robotic arm for teaching integrated design. Canadian Engineering Education Association (CEEA15), 2015

Iqbal, J., Islam, R., & Khan H. Modeling and Analysis of a 6 DOF Robotic Arm Manipulator. Canadian Journal on Electrical and Electronics Engineering. Vol. 3, No. 6, July 2012


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DESARROLLO DE UNA APLICACIÓN PARA TELÉFONOS MÓVILES QUE PERMITA

INTEGRAR LA INFORMACIÓN SOBRE REPRODUCCIÓN SEXUAL, ASÍ COMO BRINDAR INFORMACIÓN SOBRE LOS CENTROS DE SALUD MÁS CERCANOS DE

ACUERDO A LA UBICACIÓN

Catalina Aimée Quintana Berumen José Alan Perea Hernández

Marcos Enrique Escudero Moreno

Objetivo

El objetivo del prototipo es la implementación de la propuesta de solución sobre la investigación que se realizó el año pasado referente a los embarazos en adolescentes entre 15 y 17 años en la ciudad de Chihuahua.

Descripción del problema

De acuerdo con la ENSANUT 2012, del total de las adolescentes de 12 a 19 años de edad que habían tenido relaciones sexuales, el 51.9% mencionó que alguna vez en su vida ha estado embarazada. El problema a tratar es ya con una encuesta que ha validado nuestro problema, generar una aplicación integral que permita conectar de manera eficiente a los adolescentes con los sistemas de salud y permitan brindar información integral sobre la sexualidad.

Metodología

Después de realizar el análisis FODA de ambas campañas y así conocer los medios que tienen para llegar a la población, se decidió hacer una visita a dos centros de salud del municipio, los cuales se consideran que tienen una alta incidencia de embarazos en adolescentes: C.S.U. Villa Juárez y CAAPS Nogales.

Estos Centros de Salud fueron seleccionados debido a su ubicación y las áreas que abarcan; zona centro, norte y sur. El objetivo de visitar cada uno de los centros de salud mencionados fue para recolectar información que valide el incremento del número de embarazos en adolescentes que acudieron en estos centros de salud a lo largo del año, en estos centros de salud también se identificaron los sectores de la ciudad de donde son las adolescentes embarazadas que acuden a respectivas instituciones. También para fines de la aplicación se ubicó su ubicación en google maps.


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Para la validación de mercado de la app se hizo una encuesta que validara el mercado de iOS y el Android, en base a eso se está llevando a cabo la programación correspondiente, a su vez se han hecho imágenes de cómo quedaría la interface de la aplicación.

Resultados

El resultado de esta investigación nos marca un incremento del número de embarazos, el número total de embarazadas en este 2015, nos da un total de 162 niñas que acudieron al C.S. Villa Juárez y CAAPS Nogales, siendo este último el de mayor incidencia. Como se muestra en la Fig.1 la colonia de Nuevo triunfo muestra un alto número de incidencia y el cual debería de ser un dato alarmante, debido a que es un sector con un índice menor de población y el que presenta un mayor número de embarazos.

De la misma manera para identificar estas colonias se plasmaron en un mapa del municipio junto con sus índices de embarazos en adolescentes; como se aprecia en la figura estas colonias están ubicadas en las orillas del municipio por lo que según datos obtenidos nuevamente de la página del INEGI son zonas con mayor grado de rezago social.

El resultado obtenido de las campañas es que hoy en día el gobierno del estado busca nuevas estrategias debido a que los resultados no son los adecuados con respecto a sus índices. Uno de los principales factores que pudieran afectar a que la campaña no tenga el auge esperado es que las pláticas, foros y los medios de comunicación no están llegando a las comunidades más afectadas. Esto quiere decir, que las campañas deben de analizar si las conferencias o foros se están basando en un análisis donde puedan determinar si esa zona es la más afectada y así poner un orden de prioridad en cómo ir avanzando con esto.

Conclusiones

En base a los resultados obtenidos y a la metodología realizada se puede aseverar que las campañas de prevención no están obteniendo los resultados esperados debido a que la forma de interactuar con los adolescentes no ha sido del todo bien dirigida, ya que muy pocos de ellos saben que existen estas campañas; por lo cual una de las principales propuestas de mejoras en base a las encuestas que se obtuvieron en las escuelas secundarias fue la creación de una aplicación, la cual trabaje en conjunto con los "Servicios Amigables" , para dispositivos móviles con el fin de que el adolescente pueda estar informado de una manera práctica, discreta, funcional y sobretodo efectiva. Debido a esto el plus que se le desea dar a esta aplicación para dispositivos móviles es que esté conectada a los servidores de los centros de salud y pueda ser atendido por el mismo médico que se encuentra en el área de servicios amigables, es decir lo que cambiaría es que si el adolescente descarga la aplicación tenga la opción de iniciar una conversación con el medico que se encuentre atendiendo los servicios amigables en ese momento. Además de esto también podrá encontrar información creada por las campañas de manera interactiva, de esta manera además de estar informando y concientizando a los jóvenes. También se hará publicidad a los servicios amigables para que más adolescentes los conozcan y puedan acudir a ellos en el centro de salud si desean aún más información.


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PROTOTIPO: TECNOCERRADURAS

Ayala Gómez Elmer, [email protected]; Caraveo Loya Misael, [email protected];

De la Cruz Castañeda Gerardo, [email protected]; Delgado Chávez Jesús Daniel, [email protected];

Grijalva Anchondo Karla Patricia, [email protected]; Morales Torres Eduardo, [email protected];

Palacios Delgado María Eugenia, [email protected];

1 5º Semestre Licenciatura en Administración 2 7º Semestre Ingeniería en Mecatrónica 3 9º Semestre Ingeniería en Gestión Empresarial 4 3º Semestre Contador Público Asesores: Dra. Laura Elizabeth Cavazos González, [email protected] MC. Martín Berlanga Reyes, [email protected] Instituto Tecnológico de Ciudad Cuauhtémoc

I. INTRODUCCIÓN

La tecnología al servicio del hombre, permite incrementar el nivel de vida al proporcionar alternativas o procedimientos novedosos para satisfacer necesidades cada vez más complejas y sofisticadas, como es en el caso de la seguridad en casas habitación o negociaciones adicionando a dichas técnicas modalidades amigables, incluso para usuarios con capacidades especiales de movilidad.

Desde las era de las cavernas, el hombre experimentó la necesidad de protegerse y hacía

referencia a ello al colocar piedras en las entradas de las cavernas. Se cuenta con registros egipcios de hace 4,000 años que mencionan cerraduras de madera y no sería hasta el siglo X que aparecen las metálicas entre la alta sociedad (Fernández, 2011). Desde entonces, se continúa innovando en el sector automatizando su funcionamiento para contribuir al confort que los tiempos requieren.

II. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA A RESOLVER

La comodidad ha irrumpido el siglo XXI, buscando por ende un estilo de vida más práctico gracias en gran medida a la tecnología que avanza vertiginosamente y que mejor que ofertar un producto híbrido a todo usuario incluso a personas con capacidades especiales y/o adultos mayores al


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brindarles una opción amigable; por lo cual, el implementar una nueva cerradura inteligente libre del uso de llaves convencionales es un reto para un negocio exitoso cuyos supuestos son:

a) Sistemas de cerraduras obsoletos y costos elevados de reparación de cerraduras. b) Inadecuados servicios con horarios reducidos de cerrajería. c) Capacidades especiales de algunos usuarios y/o falta de atención en objetos pequeños. d) Falta de capacitación a los usuarios de aparatos tecnológicos. Por ello, surge TECNOCERRADURAS, que ofrece un producto híbrido (producto + servicio) consistente en una cerradura electrónica (proporcionada por la empresa) que incluye como su ventaja competitiva, la programación, mantenimiento y cerrajería. Se acciona a través de un control de tipo radiofrecuencia, una aplicación para móvil por medio de bluethoot con un alcance de un radio de 10 metros controlado con un teclado matricial y entrada USB que se conecta al automóvil. Para los posibles inversionistas, TECNOCERRADURAS es atractivo porque:

1. Es innovador y registra bajo costo de fabricación. 2. Identifica una demanda real y ofrece mejora continua en los aparatos y servicio.

Para los usuarios porque ofrece:

1. Adecuación de las necesidades de cada cliente. Uso amigable y ahorro de tiempo 2. Confiabilidad de utilizar el servicio de TECNO CERRADURAS las 24 horas del día. 3. Proporciona un mecanismo de bloqueo más enérgico. 4. Proporciona mayor comodidad al usuario gracias al control de mando a distancia. 5. Mantenimiento preventivo y garantía prolongada.

III. METODOLOGÍA

En la Figura 1 se explica el Diagrama de flujo de las actividades necesarias para ofrecer un producto híbrido con calidad y que garantice por ende la ventaja competitiva planeada. En TECNOCERRADURAS es prioritario obtener las certificaciones ISO 9000, y tal como lo muestra la Figura 2, se genera un flujo de operaciones distinguiendo puntos críticos; en los cuales se trabaja la calidad del servicio que acompaña al producto.


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Figura1DiagramadeOperaciones


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Figura2DiagramadeOperacionesConsiderandoalProveedor

IV. DESCRIPCIÓN DEL PROTOTIPO

Actualmente, la mayoría de cerraduras son sistemas obsoletos que generan perdida de dinero y tiempo a los consumidores, así mismo, no existen métodos de atención al cliente ya una vez finalizado el proceso de venta, no existe un seguimiento por parte de las empresas para con los clientes. A diferencia de eso, TECNOCERRADURAS es un novedoso producto hibrido que se compone de la instalación, programación y mantenimiento de una cerradura inteligente a la que se puede acceder desde un control de radiofrecuencia, un teclado matricial y bluethoot por medio de un dispositivo móvil. Además de esto, la empresa TECNOCERRADURAS ofrece el servicio de asesoría técnica sobre el dispositivo,


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desbloqueo de equipos, cambio de contraseñas y reposición de dispositivos por averías, todo ello en un horario de 24 horas del día.

En función de los atributos. Este posicionamiento es resultado de sobresaltar características

particulares del servicio, ya que TECNOCERRADURAS genera una innovación en el servicio de cerrajería, inclinándose como único en su tipo ya que cuenta con tecnología avanzada.

V. RESULTADOS OBTENIDOS

5.1 Plan de Mercado: Desarrollado de acuerdo a las 5 C s:

1) Compañía: TECNOCERRADURAS S.A. de C.V. es una empresa dedicada a la venta de un producto híbrido ya que a la par de la cerradura se presta un servicio de amigable acceso a sus hogares o empresas, a través de un dispositivo de alta tecnología (Ver Figura 3), contribuyendo de forma activa a la economía de la región, comprometidos con el bienestar social de nuestros principales colaboradores, manteniendo un alto nivel de responsabilidad ambiental. Para definir el mercado meta, se realizó una investigación en Cd. Cuauhtémoc 154,639 habitantes (INEGI 2010), analizando esta población en donde se utilizó la fórmula de muestro finito con un nivel de confianza del 90%, mientras en el error de muestreo se establece un 5%, siendo el margen de éxito (p) de 0.5 y margen de error (q) de 0.5; en la cual se obtuvo un total de 126 encuestas a aplicar.

En conclusión el 80% considera muy importante el uso de aparatos con tecnología avanzada, a más del 80% le parece muy interesante un servicio que permita un nivel de vida más cómodo y eficiente, el 40% requiere de servicios técnicos para la reparación de algún aparato tecnológico, el 100% respondió que si adquiriría el servicio que otorga tecno cerraduras y el precio que están dispuestos a pagar por mes es entre $100 y $300.

Comodidad y Modernidad son nuestra Prioridad

Figura 3 Logotipo de la Empresa

2) Colaboradores: TECNOCERRADURAS es una empresa socialmente responsable, sus principales colaboradores y creadores están conscientes de las diversas problemáticas que la sociedad enfrenta día a día, es por eso que busca aliarse a compañías o asociaciones que busquen la conservación del medio ambiente, y la recuperación del tejido social, esto basado en la preocupación de crear una solvencia moral favorable.


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3) Clientes: La zona principal donde se va a otorgar el servicio es en ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua. Dirigido a instituciones privadas y gubernamentales así como a los hogares de la ciudad. Posteriormente se pretende extender la prestación del servicio a las mismas instalaciones antes mencionadas dentro del Estado de Chihuahua. El mercado se segmentó de la siguiente manera:

1. Geográfica: Se otorgarán los servicios en la región de Cuauhtémoc, Chihuahua. 2. Universo: Instituciones y hogares que busquen un fácil acceso. 3. Psicográfica: Instituciones y hogares que busquen estar a la vanguardia en cuestiones tecnológicas,

personas con diferentes capacidades, que cuiden la imagen que proyectan ante la sociedad y busquen mayor comodidad.

4) Competencia: Las principales debilidades de la empresa TECNOCERRADURAS son: La marca no reconocida en el mercado, poco capital inicial y precio elevado para empresas y hogares pequeños. Así mismo, las fortalezas son: la selección adecuada del personal para prestar un servicio de calidad, utilización de tecnología de vanguardia para instalar dispositivos, buena relación con proveedores, excelente ambiente laboral, personal altamente capacitado, alto índice de investigación de mercado y de nuevas tecnologías que permiten el mejoramiento continuo y la reducción de costos de fabricación. Los principales competidores de TECNOCERRADURAS en competencia directa son Tesa Assa Abloy y Alis Herrajas y Cerraduras, ya que cuentan con cerraduras con tecnología de punta, que también permiten un alto nivel de seguridad a los usuarios, sin embargo no ofrecen ningún servicio postventa. Se dedican únicamente a la comercialización de las mismas. Aunado a esto, la competencia indirecta está integrada por empresas como lo son Gimbel mexicana, Ferretería Modelo, Alse Mexicana y Casa Myers, los cuales cuentan con una amplia gama de cerraduras de distintos tipos.

5) Contexto: El mercado principal para desarrollar el servicio de la organización TECNOCERRADURAS, es en el estado de Chihuahua; contando con un total de 3, 873,728 habitantes. Esta entidad federativa se divide en 67 municipios. Su capital lleva el mismo nombre, Chihuahua, y su ciudad más poblada es Ciudad Juárez, ubicada en la frontera, frente a El Paso, Texas. Otras ciudades importantes del estado son Cuauhtémoc, Delicias, Parral, Nuevo Casas Grandes, Camargo, Ojinaga y Jiménez. De acuerdo con el estudio Competitividad de las ciudades mexicanas 2007', realizado por el Centro de Investigación y Docencia Económica (CIDE), Chihuahua ocupa la segunda posición en la lista de las ciudades más competitivas del país.En la región de Cuauhtémoc, Chihuahua, radican diferentes culturas, como menonitas, tarahumaras, mestizos, así como chinos, estadounidenses, canadienses, entre otras, los cuales algunos de ellos son grandes empresarios, propietarios o accionistas de empresas importantes.

5.2 Estructura Administrativa: En la Figura 4 se visualiza el organigrama de la empresa y a manera de ejemplo se describe el puesto del gerente administrativo (el resto consta en el Manual de Administración y Diseño de Puestos).

Gerente Administrativo.


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1) PERFIL

a) Edad de 22 a 35 años b) Sexo indistinto c) Estado civil no relevante d) Estudios profesionales en administración o carreras afines.

2) ACTITUDES

a) Trabajar en equipo b) Ser objetivo c) Actitud de líder d) Tener don de mando e) Iniciativa propia f) Capacidad de toma de decisiones g) Responsabilidad. h) Capacidad de respuesta a la demanda del cliente. i) Acostumbrado a trabajar bajo presión y por objetivos.

3) FUNCIONES SON:

a) Planeación y presupuesto de ventas. b) Estructura de la organización de ventas. c) Reclutamiento, selección y entrenamiento de la fuerza de ventas. d) Análisis del volumen de ventas, costos y utilidades. e) Planeamiento estratégico de actividades f) Representación legal de la empresa g) Dirigir las actividades generales de la empresa. h) Contratación de personal administrativo i) Aprobación de presupuestos e inversiones. j) Dirigir el desarrollo de las actividades de la empresa. k) Control y aprobación de inversiones de la empresa. l) Selección de personal.

GerenteAd

ministrativo

GerenteFinanzas

GerenteProducción

GerenteComercialización


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Figura 4 Organigrama de TECNOCERRADURAS

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5.3 Plan Financiero: La empresa TECNOCERRADURAS, realizo un análisis financiero basado en proyecciones de ventas partiendo del mes de septiembre del año 2016. Para determinar el crecimiento de la empresa se proyectaron los años 2017, 2018 y 2019. Como punto de partida se tomó en cuenta el listado de maquinaria y equipo, así como materias primas que se requiere para la fabricación e instalación de las cerraduras (Ver Figura 5), para conocer cuánto es el importe del capital con que cuentan los socios de TECNOCERRADURAS, y la inyección de recursos financieros externos, a través de un préstamo bancario por el monto de $50.000.00 que generará un 10.10% anual de intereses sobre saldos insolutos

Se elaboró un reporte de los costos de materia prima directa, mano de obra y gastos indirectos de fabricación prorrateados en base al número de horas de mano de obra que se requiere para la fabricación de una cerradura para determinar el costo de producción, el cual suma un importe de $1,681.09 M.N con IVA incluido. Con base a este costo y el análisis de costo de cerraduras en el mercado, se estableció un precio de venta que permite un margen de utilidad del 10% al 40%.

Es importante mencionar que la empresa TECNOCERRADURAS S.A. ofrece un producto híbrido en diferentes modalidades, por lo cual el precio de venta es modificado según la modalidad de que se trate.

a) Instalación y programación de 1 cerradura: $2,500.00, generando un 41% de margen de utilidad. b) Instalación y programación de 2 cerraduras: $4,500.00, generando un 32% de margen de utilidad. c) Instalación y programación de 3 cerraduras: $6,000.00, generando un 18% de margen de utilidad. d) Instalación y programación de 4 cerraduras: $7,500.00, generando un 10% de margen de utilidad. (Los precios establecidos incluyen IVA)

Después de determinar los precios de venta, se realizó un listado de costos fijos, para poder obtener el punto de equilibrio para cada modalidad, los cuales son los siguientes:

a) Punto de equilibrio modalidad 1 cerradura: 22 unidades b) Punto de equilibrio modalidad 2 cerraduras: 32 unidades (instaladas) c) Punto de equilibrio modalidad 3 cerraduras: 60 unidades (instaladas) d) Punto de equilibrio modalidad 4 cerraduras: 100 unidades (instaladas) Una vez establecidos los precios de venta y punto de equilibro y antes de comenzar con las

proyecciones, como la empresa TECNOCERRADURAS ofrece un producto hibrido, es necesario que el usuario pague una mensualidad según la modalidad contratada, siendo obligatorio pagar un contrato anual. En base a los costos elevados de la competencia y el desarrollo de las proyecciones, así como la aplicación de planes de mercadotecnia se establecieron las siguientes mensualidades:

a) Mensualidad modalidad 1 cerradura: $100.00 b) Mensualidad modalidad 2 cerraduras: $125.00 c) Mensualidad modalidad 3 cerraduras: $140.00


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d) Mensualidad modalidad 4 cerraduras: $150.00 (Los precios establecidos incluyen IVA)

NOMBRE Tipo

PASTA PARA SOLDAR (250G) SILICON (25G) TORNILLOS 1 PULGADA TAQUETE 3/4 PARA CONCRETO ARANDELA (GUACHA) TUERCA CONTROL TIPO RADIOFRECUENCIA Relevante CHAPA ELECTRICA 12V Relevante MODULO BLUETHOOT HC06 Relevante RESISTENCIA DE 1/2 W TRANSISTOR BJT NPN 2N22 REELEVADOR COMPACTO DE 1 POLO 2 TIROS (SPDT) MODULO DE RADIOFRECUENCIA Relevante ARDUINO MEGA ENTRADA HEMBRA USB TECLADO MATRICIAL Relevante CAJA PARA CIRCUITO REGULADOR DE VOLTAJE 5V ELIMINADOR DE 12 V-1ª CAPACITORES PINES PARA ARDUINO PLACA FENOLICA 7 *14.5 CM TUBO DE DE SOLDADURA CON ALEACION ESTAÑO/PLOMO (60/40) CABLE UTP CATEGORIA 5E, PARA REDES, COLOR GRIS TEMINAL BLOCKS LED RGB SELLADOR DE CABLES

Figura 5 Desglose de la Materia Prima

Las proyecciones de producción y venta reflejan la entrada de dinero de las instalaciones de las cerraduras y las mensualidades recabadas por el servicio ofrecido por TECNOCERRADURAS. Se proyecta en las cuatro modalidades, un crecimiento en las ventas del 1.05% semestral. También se muestra una reducción en las mensualidades contratadas por los clientes en un 15% al inicio del segundo año, esto como margen de las posibles cancelaciones de contratos con los usuarios. Enseguida, se procedió a realizar los estados financieros y hojas de trabajo, tales como; tablas de depreciación de


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activos fijos, tablas de amortización de crédito, tabla de ajuste de IVA Acreditable e IVA por pagar, estado de costo de producción y venta, estado de resultados, flujo de efectivo y balance general.

En las Figuras 6 se muestra la proyección de ventas por año y el Estado de Costo de Producción y venta. En la Figura 7 el Estado de Resultados y el Flujo de Efectivo del 2018. En la Figura 8 se aprecia el Balance General para el año mencionado ya que las empresas deben conocer en un margen de 1 a 2 años si tendrán utilidades, siendo este su segundo año de operaciones; para los cuales se estiman los movimientos que tendrá la empresa TECNOCERRADURAS S.A. de C.V, según su crecimiento, como nuevas inversiones, aumento en sueldos y salarios, adquisición de maquinaria y equipo, publicidad y demás gastos. También se anexa un cuadro resumen (Figura 9) con las cifras arrojadas en los estados financieros proyectados de los años analizados (2016, 2017,2018 y 2019) en sus diferentes modalidades, (1, 2, 3 y 4 cerraduras), los importes representan valores significativos como son; Costo de pdn. y ventas, utilidad del ejercicio, saldo en bancos (flujo de efectivo) y situación financiera.

Una vez elaborados los estados financieros, tomando en cuenta el saldo en bancos en cada periodo, se calculó la tasa interna de retorno (TIR), la cual tomando en cuenta las proyecciones con el producto híbrido ofrecido en la modalidad de una cerradura es del 89% lo que nos permite concluir que es un proyecto rentable, ya que representa la tasa de interés a la que el valor actual neto de los costos de la inversión (capital) es igual al valor presente neto de los beneficios obtenidos. Dicho de otra manera la empresa TECNOCERRADURAS puede solventar una deuda con una tasa de interés del 89%.


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Figura 6 Estados financieros proyectados al año 2018.

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Figura 7 Estado de Resultados y Flujo de Efectivo del año 2018

Figura 8 Balance General año 2018


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Figura 9 Cuadro Resumen de los Estados Financieros

VI. OPINIÓN DE UN EXPERTO SOBRE EL PROYECTO TENCOCERRADURAS

Se entrevistó al Ing. Efrén Molina Díaz, Gerente Administrativo de Sistema de Alarma del Norte y al mostrarle el funcionamiento del proyecto, estas fueron sus palabras:

“El proyecto en sí es muy atractivo por el simple hecho de ser muy barato, las personas por lo general desean adquirir un producto en este caso un servicio económico, que les facilite y les de ventaja en las tareas que hacen a diario, como por ejemplo el abrir una puerta de manera más fácil y accesible, y no solo sería una enorme ventaja para las personas normales, sino aún más para las videntes, paralíticas, ancianos, etc., su impacto sería mayor que los sistemas con los que contamos actualmente, debido a que incluye el acceso por contraseña y radio control múltiple para uso de una o más puertas en el mismo hogar a un súper precio. También cabe señalar que nosotros hemos instalado muy pocas cerraduras eléctricas debido a lo caro que es el adquirirlas y la instalación de la misma, incluyendo el mantenimiento, con esto hay probabilidad de que lleguen al mercado cambiando los sistemas de cerraduras de las casas de las personas haciéndolo más confortable y fácil. Deseo ver su proyecto funcionando, éxito.”


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VII. CONCLUSIONES

Como todo buen proyecto nace de una idea, la cual surge de una problemática detectada en la sociedad por hacer su vida mucho más cómoda y la absorción de la tecnología en la vida diaria de las personas. El primer prototipo presentado, otorgaba el servicio a una sola cerradura, la cual contenía una cerradura y un teclado matricial. Posteriormente se dio cuenta que para ser más competitivo, se debió ofrecer un mejor servicio, esto conllevo a modificar el número de cerraduras a las que se brindaria el servicio y agregar más y mejores modificaciones. Ejemplo de lo anterior mencionado se encuentra la integración de un control tipo radio frecuencia, una aplicación de bluethoot para dispositivos móvil y un cable auxiliar que se conecta a los automóviles en caso de la ausencia de energía eléctrica.

Una vez establecida la empresa, se seguirán haciendo investigaciones para realizar modificaciones, esto para dar un mejor servicio. Así mismo, se buscara la certificación ISO 9000 e ISO 14000 para conservar el medio ambiente y llegar a ser una empresa socialmente responsable.

Se concluye que la empresa TECNOCERRADURAS es un proyecto viable debido a que según

los resultados arrojados por los estados financieros proyectados y presentados como un todo en el cuadro resumen, mostrando las 4 modalidades en las que se ofrece el servicio; todos los años la empresa presentaría cifras positivas en sus flujos de efectivo lo cual permitiría invertir en edificios, maquinaria y equipo, transporte. Así mismo, la empresa registraría utilidades significativas; además la situación financiera que representa cifras importantes en activos, tomando en cuenta la entrada de efectivo hasta la adquisición de activos fijos e intereses por devengar.

VIII. BIBLIOGRAFÍA

1. BLACKWELL, Roger D. et al. (2001). Comportamiento del consumidor. 9° Edición. México: Ed.

Thomson. 2. Davis, Keith; Newstrom, John W. (2000). “Comportamiento Humano en el Trabajo”. 10ª Edición.

México: Editorial McGraw Hill. 3. Hernández, Sampieri Roberto, Carlos Fernández Collado, Pilar Baptista Lucio. (1996).

“Metodología de la Investigación”. México: Editorial McGraw Hill. 4. Koontz, Harold; Weihrich, Heinz. (1998). “Administración, Una Perspectiva Global”. 11ª Edición.

México: Editorial Mc Graw Hill. México. 5. KOTLER, Philip y Armstrong Gary. (2003). Fundamentos de Marketing. 6° Edición. México: Ed.

Pearson Prentice Hall. 6. Riggs, James L. (2002). “Sistemas de Producción Planeación, Análisis y Control”. 3ª. Edición.

México: Editorial Limusa Wiley. 7. Robbins, Stephen P. (2004). “Comportamiento Organizacional”. 10ª Edición. México: Editorial

Pearson Prentice Hall. 8. STANTON, William J., et al. (2004). Fundamentos de Marketing 13° Edición. México: Ed. Mc

Graw Hill.


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IX. REFERENCIAS

1. Alis herrajes y cerraduras disponible en URL: http://www.alis.com.mx/ [Consulta 15 de Abril de 2016]

2. Alse mexicana disponible en URL: http://www.quiminet.com/shr/es/alse-mexicana-872741032/productos.htm?pp=7500528456 [Consulta 16 de abril de 2016]

3. Casa Myers disponible en URL: http://www.casamyers.com.mx/ [Consulta 15 de Abril de 2016]

4. Fernández, Maximino (2011), Historia de las Llaves y Cerraduras, Blog del empresario, historiador, etnógrafo, inventor y escritor, 2 de junio, http://fernandezsendin.blogspot.mx/2011/06/historia-de-las-llaves-y-cerraduras.html (consulta el 19 de septiembre del 2016)

5. Ferretería modelo disponible en URL: http://www.quiminet.com/shr/es/ferreteria-modelo-317107588.htm [Consulta el 18 de Abril de 2016]

6. Fierro, Luis (23 de septiembre de 2012). «Comunidad Menonita Planea Migrar del País» (html). El Universal. [Consulta el 05 de Abril de 2016]

7. Gimbel Mexicana en URL: http://gimbelmexicana.com/tienda/homes [Consulta el 15 de Abril de 2016]

8. Tesa Assa Abloy disponible en URL: http://www.tesa.com.mx/es/site/tesacommx/ [Consulta el 15 de Abril de 2016]

X. ANEXO FOTOGRÁFICO DEL PROTOTIPO TECNOCERRADURAS

De la Figuras 10 a la 16, se muestra el prototipo con todos sus componentes.

Figura 10 Producto


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Figura 11 Sistema de control

Figura 12 Aplicación la cual será instalada en el dispositivo del usuario

Figura 13 Control de Radiofrecuencia y teclado matricial

Figura 14 Chapa electromecánica


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Figura 15 Conector para el encendedor del carro

Figura 16 Prototipo funcionando


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PROTOTIPO OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE AHORRO DE COMBUSTIBLE GENERADO CON

HIDROGENO A TRAVÉS DE ELECTROLISIS

Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Delicias www.itdelicias.edu.mx

M.C. Martha Lilia Delgado Martínez, [email protected]

M.C. Mario Abelardo Aguirre Orozco, Candidato al grado de Doctor por la UPNECH. [email protected]

M.A. Olivia Márquez Monárrez [email protected] Lic. Jesús José Contreras Martínez, [email protected]

Estudiantes, Samuel Tavizón Reyes [email protected] Saúl Iván Zúñiga González [email protected]

Estudiante. Martha Lilia Robles Delgado. UPNECH. [email protected] Ing. Rodolfo Pérez Robles. Profesionista de Subestaciones, Zona de Transmisión Camargo, C.F.E.

Gerente General de Automatización e Ingeniera (AEI) [email protected]

LIDER DEL PROYECTO. M.C. Martha Lilia Delgado Martínez. INSTITUCIONES INVOLUCRADAS.

Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Delicias (ITD) Comisión Federal de Electricidad CFE Automatización e Ingeniería (AEI)

INTRODUCCION.

El propósito de construir este prototipo surge por la problemática e incremento del consumo de

hidrocarburos y la necesidad de buscar energías más limpias y sustentables que se encuentren al alcance de la población, e implementar un dispositivo en los vehículos de combustión interna y esta forma reducir el consumo de energéticos, utilizando hidrogeno, generado por medio de electrolisis, y así, contribuir en la reducción de gases de efecto invernadero. Hoy es una realidad que la contaminación del aire es un problema en las grandes ciudades y en las zonas con actividades industriales, ya que es en estos lugares donde se liberan grandes cantidades de contaminantes. Dentro de los principales componentes relacionados con la calidad del aire se encuentra el bióxido de azufre (SO2), el monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NO2), las partículas suspendidas, compuestos orgánicos volátiles (COV), el ozono (O3) y el (Pb) plomo. Así también se describe dentro de la teoría y auxiliado por la estadística descriptiva, un diseño de experimentos que permitirá encontrar la mejor concentración de elementos para la generación de hidrogeno por medio de la construcción de un electroahorrador de combustible, logrando reducir entre un 40% y hasta un 50% el consumo de combustible, reflejándose


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esto en un impacto benéfico y resolviendo un problema económico, así como de contaminación ambiental.

Al construir el prototipo se realizara el análisis de los factores asociados al desarrollo de un

electroahorrador de combustible, por medio del proceso químico de electrólisis en la generación de Hidrógeno para adaptarlos a los vehículos de combustión interna y así poder obtener un mejor rendimiento, logrando con esto optimizar la economía y la sustentabilidad ambiental. DESCRIPCION DEL PROBLEMA A RESOLVER.

Una de las características de los tiempos actuales es la gran necesidad de desplazamiento, para

lograr recorrer grandes distancias en el menor tiempo y costos posibles, es el gran desafío que enfrenta la sociedad, esto ha llevado a mejorar los medios de transporte llagando al punto de tener una gran cantidad de automóviles los cuales, a través del tiempo, han aumentado en tamaño y también en el gasto de la energía que se requiere para movilizarlos.

En el presente trabajo, se plantea la construcción de un prototipo electroahorrador de combustible,

por medio del proceso químico de electrólisis para la generación de Hidrógeno, y adaptarlos a los vehículos de combustión interna, y de esta manera atender una problemática en especial, que es la alta demanda de energéticos, reduciendo el consumo de gasolina entre un 40% y 50%, en los automotores.

El aspecto ambiental, hoy en día es una realidad, y de suma importancia, pues se conoce que la

contaminación del aire es un problema muy grave, ya que en las grandes ciudades así como las zonas con actividades industriales, son estos lugares en donde se liberan la mayor cantidad de contaminantes a la atmósfera. Precisamente son estos residuos los que causan molestias en los ojos, piel y enfermedades en las vías respiratorias.

Los principales contaminantes relacionados con la calidad del aire son el bióxido de azufre (SO2),

el monóxido de carbono (CO2), los óxidos de nitrógeno (NO2), las partículas suspendidas, compuestos orgánicos volátiles (COV), el ozono (O3) y el (Pb) plomo. Entre otros se han tomado diversas medidas para reducir la emisión de contaminantes y mejorar la calidad del aire. Entre ellas destacan la mejora de los combustibles, la adopción de tecnologías menos contaminantes en los automóviles y programas impulsados por las autoridades para limitar la emisión de contaminantes de vehículos.

A partir de 1986 se instalaron convertidores catalíticos en los automóviles nuevos para disminuir

la cantidad de emisiones. Entre los programas que se han impulsado en algunas ciudades para reducir las emisiones de los vehículos están el Hoy no circula y la Verificación vehicular. Las medidas instrumentadas en varias ciudades del país, para reducir o eliminar las contingencias ambientales, buscan disminuir la concentración de contaminantes atmosféricos. Pero aun no es suficiente en la parte ambiental se necesita una energía más limpia que no tenga repercusiones para el ambiente y la capa de ozono ya que la mayoría de los vehículos y maquinas motoras de combustión interna juegan un


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papel de suma importancia para nuestro medio ambiente, y más cuando tienen algún tipo de problema mecánico. (SEMARNAP, 2005, pag.27).

Las emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible (sea éste

gasolina, diésel u otros como gas licuado o biocombustibles) y comprenden a una serie de contaminantes tales como: el monóxido y bióxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Además, ciertos contaminantes presentes en el combustible como el azufre y, hasta hace algunos años, el plomo se liberan al ambiente a través del proceso de combustión. METODOLOGIA.

La metodología seguida para la obtención de hidrógeno por este proceso se resume en pocas líneas

como una reacción del Hidrocarburo con vapor de agua en presencia de un catalizador a alta temperatura, obteniéndose como resultado final una mezcla de hidrógeno y dióxido de carbono. El tratamiento o secuestración del dióxido de carbono es una tecnología avanzada pero todavía con problemas por resolver. Una mínima parte de Hidrógeno, menos del 4%, se produce a nivel mundial por electrólisis del agua. La electrólisis es un proceso electroquímico conocido desde hace más de cien años donde se produce hidrógeno con la más alta pureza. Esta tecnología consiste en aplicar una corriente directa entre dos electrodos donde el hidrógeno se libera en el electrodo negativo (cátodo) y el oxígeno en el electrodo positivo (ánodo). Este proceso no está muy extendido debido a su costo relativamente alto para la obtención de hidrógeno.

La primera parte no es difícil de comprender. Una corriente de mucha intensidad que circule a

través del electrolito durante mucho tiempo depositará más sustancia que una corriente débil que actúe durante un tiempo corto. La segunda parte dice que cuando la misma corriente circula durante el mismo tiempo, las cantidades de sustancia depositadas dependerán de su peso equivalente. El peso equivalente de una sustancia es el número de unidades de peso de una sustancia que se combinarán con una unidad de medida de hidrógeno.

El agua a través de un proceso electroquímico conocido como electrólisis se puede transformar en

un gas (HHO) que tiene tres veces más potencia que la gasolina y además no contamina en absoluto. Se puede usar como combustible para sopletes, calderas de calefacción y agua caliente e incluso para mover automóviles y utilizarlo como sustituto de la gasolina.

Según la ciencia oficial la energía que se necesita para separar la molécula de agua es mayor que

la que se obtiene de la combustión del gas. Y alcanzar a separar la molécula de agua, empleando una batería de 12 voltios, y la energía que se obtiene del gas HHO resultante es mucho mayor. Sea cual sea el uso que se quiera hacer del hidrogeno lo primero que se requiere es construir una celda de combustible para poder convertir el H2O en H. Una celda electrolítica consta de placas de acero inoxidable por donde circula la electricidad y separadores de plástico. Es importante que sea acero inoxidable para hacer una buena resistencia y evitar la oxidación. Electrólisis en el agua.


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La electrólisis es un método que consiste en introducir un electrodo de hierro y otro metálico (como por ejemplo de aluminio), conectados a una corriente eléctrica, en un recipiente lleno de agua.

La cantidad de minerales conductores disueltos en el agua influyen sobre la cantidad de corriente eléctrica que circula. Por lo tanto, la demostración a través de electrólisis del agua se basa en la conductividad de minerales nutricionalmente importantes tales como el calcio, magnesio, sodio, cloruro, y algunos más.

Lo que se decolora en el agua no son las sustancias contenidas en el agua, ni tampoco los minerales

conductores. ¡Son sobre todo las secreciones del electrodo de hierro, que se oxidan bajo la influencia del oxígeno libre! Y puesto que prácticamente cualquier agua también contiene sustancias minerales naturales, esta decoloración antiestética simula ante el espectador de tal demostración una contaminación del agua potable. Ver Figura 1.

Figura 1.Oxidación de celdas de electrolisis. Fuente propia.

Un electrólito es cualquier sustancia que contiene iones en su composición orbitando libres, los

que le ayudan a comportarse como un conductor eléctrico. Observe Figura 2. Debido a que generalmente se encuentran iones en una solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos.

Figura 2. Proceso de electrolisis. Fuente propia


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Los iones sodio Na+ positivamente cargados reaccionarán hacia el cátodo, neutralizando la carga negativa del OH− ahí presente, y los iones cloruro Cl− reaccionarán hacia el ánodo neutralizando la carga positiva del H+ de ahí. Sin los iones provenientes del electrólito, las cargas alrededor de los electrodos harían más lento el flujo continuo de electrones; la difusión de H+ y OH− a través del agua hacia el otro electrodo llevaría más tiempo que el movimiento de los iones de sodio más prevalentes.

La Tabla 1, muestra el desarrolló del análisis factorial por medio de la estadística inferencial,

utilizándolos para evaluar los diferentes tipos de agua y determinar cuál es la que mejor funcionan en la generación de hidrogeno, y se realizaron las pruebas experimentales con diferentes tipos de agua, para el funcionamiento del prototipo, los resultados son observables en la Figura 3.

Tabla 1. Análisis factorial con diferentes sustancias

En la tabla 1. Análisis factorial, donde se representa el estudio desarrollado en el experimento con

diferentes tipos de sustancias, como la sal, azúcar bicarbonato, royal, sosa caustica y maseca (harina de maíz). Se desarrolla el modelo elaborado previamente asignando un diseño factorial preestablecido por el software minitab, fraccionado a ¼, en donde en el nivel bajo -1 es la carencia de el electrolito como se muestra y en el nivel alto es 1 un gramo de componentes dando como resultado 16 corridas de manera que es donde las substancias interactúan de manera aleatoria los electrolitos, en el proceso teniendo como resultado la mejor combinación de los elementos, o la mejor de ellas en dado caso de que se acepte la interacción con respecto al tiempo de oxidación del elemento H2O, el experimento se evaluó bajo las mismas condiciones de temperatura e intensidad eléctrica, soluto(electrolito) y disolvente(agua).

TIEMPODE

OXIDACIONDELAGUA


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Figura 3. Grafica de resultados de tiempo de oxidación del agua.

En otros sistemas, las reacciones de los electrodos pueden involucrar a los metales de los

electrodos, así como a los iones del electrólito. Los conductores electrolíticos pueden ser utilizados en dispositivos electrónicos donde la reacción

química en la interface metal/electrólito produce efectos útiles. En la figura 2, se muestra el proceso de electrolisis, desarrollado en el experimento, para el análisis de diferentes concentraciones de soluciones para encontrar los componentes más óptimos. DESCRIPCION DEL PROTOTIPO.

Esta tecnología consiste en aplicar una corriente directa entre dos electrodos donde el hidrógeno

se libera en el electrodo negativo (cátodo) y el oxígeno en el electrodo positivo (ánodo). Este proceso no está muy extendido debido a su costo relativamente alto para la obtención de hidrógeno. Es importante destacar que la electrólisis no es costeable por el alto costo de la electricidad, ya que muchos piensan que es debido a la baja eficiencia de los electrolizadores, los cuales alcanzan eficiencias energéticas superiores al 80%, indicativo de la selectividad y pureza del hidrógeno producido.

En una molécula de agua, dos moléculas de hidrógeno, cada una de las cuales pesa una unidad, se

combinan con un átomo de oxígeno, que pesa dieciséis unidades. De modo que si dos unidades de hidrógeno se combinan con dieciséis unidades de oxígeno, una unidad de hidrógeno lo hará con ocho unidades de oxígeno.

El peso equivalente del oxígeno es, entonces, ocho, de manera que durante la electrólisis del agua

se libera, en peso, ocho veces más oxígeno que hidrógeno. Cuanto mayor sea el peso equivalente de un elemento, tanto mayor será el peso de él, que se depositará durante la electrólisis. Este fenómeno se aplica actualmente en la galvanoplastia y la extracción y purificación de algunos metales.

Se separa la molécula de agua usando una batería de 12 volts y la energía que se obtiene del gas

HHO resultante es mucho mayor. Existen otros métodos para separar la molécula de agua usando un metal en los que no es necesario ni usar corriente eléctrica. Sea cual sea el uso que queramos hacer del hidrogeno lo primero es construir una celda de combustible para poder convertir el H2O en H. Una celda


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electrolítica consta de planchas de acero inoxidable calibre número 14 por donde circula la electricidad y separadores de plástico. Es importante que sea acero inoxidable para hacer una debida resistencia y evitar la oxidación.

El prototipo consta de cinco partes para su funcionamiento, los cuales son:

Pasos para construcción de la celda:

1. Cortar siete láminas de acero inoxidable grado industrial, para la construcción de la celda para desarrollar el reactor del prototipo con las siguientes dimensiones de cada una de las láminas, expresadas en mm ya que estas son las medidas que se van a diseñar. Ver figura 3.

Figura 3. Cuotas de celda Fuente: (elaboración propia)

2. Fijar arandelas entre cada placa de acero de las siete laminas que se van a fabricar para obtener una

separación de 1 mm entre cada una y otra para hacer pruebas experimentales para verificar la variable de distancia con respecto a la producción de hidrogeno. Por lo tanto el modelo tiene que quedar como lo representa la figura 4.

Figura 4. Vista lateral de celda de hidrogeno Fuente: (elaboración propia)


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3. De aquí en adelante se indica cuáles serán sus polos negativos (anión) y positivo (catión). Así como también se define las celdas neutras ya que son importantes en la transferencia de electrones para tener una electrolisis de calidad y proporcionar el hidrogeno adecuado para el ahorrador de combustible. La placa frontal y trasera se toma como campo negativo mientras que la placa que aparece en rojo en la figura 5, es el campo positivo. Las placas de acero que aparecen de color gris son placas neutras (no pueden estar derivadas al chasis, ni tener conductividad eléctrica.

Figura 5. Celda vista isométrica catión y anión: (elaboración propia)

4. Diagrama eléctrico de conexión de la celda despreciando el depósito de agua, indicado en la Figura 6, se recomienda instalar un fusible de 30 Amperes, para protección del sistema eléctrico y de la celda.

Figura 6. Diagrama eléctrico de instalación. Fuente: (elaboración propia)

5. Diagrama de conexión y flujo del hidrogeno y oxigeno hacia la cámara de combustión pasando por el purificador que nos rectifican gases más limpios ver Figura 7.


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Figura 7. Diagrama del recorrido de hidrogeno fuente: (elaboración propia)

DISPOSITIVO.

En la Tabla 2, se describe el material que integra el dispositivo

Tabla 2 Desarrollo de la Celda de Hidrogeno Los materiales que se utilizan son los siguientes:

Láminas de acero inoxidable calibre # 14 2 Contenedores apropiados Tornillo largo de plástico de 3 x ¼ in Arandelas de plástico Tornillería de ¼ x 1in. 5 Fusible de 30 amperes Cable THW No. 12 Manguera de plástico de ½ in.

De estos materiales anteriormente mencionados no se especifica exactamente la cantidad ya que

donde se va hacer el proyecto puede cambiar las dimensiones. RESULTADOS OBTENIDOS.

Se diseñó el prototipo electroahorrador de combustible y de esta manera aportar a la sociedad una

alternativa de ahorro de combustible, ya que ver cristalizado este proyecto de investigación constituye un importante beneficio. que es factible económico y técnicamente, para dar solución a los retos que se enfrentan todos los usuarios que tengan un vehículo de combustión interna y puedan reducir entre un 40% y hasta un 50% el consumo de combustible, reflejándose esto en un impacto benéfico y resolviendo un problema económico, así como de contaminación ambiental. Además que servirá como modelo a seguir para implementar en un futuro en la industria automotriz de México y del mundo


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CONCLUSIONES. Se concluye que con la construcción del electroahorrador se lograra reducir el consumo de

energéticos así como las emisiones de contaminantes y mejorar con esto la calidad del aire. Entre ellas destacan la mejora de los combustibles, la adopción de tecnologías menos contaminantes en los automóviles y programas impulsados por las autoridades para limitar la emisión de partículas de los vehículos de combustión interna.

Con este proyecto, la industria automotriz y cualquier usuario que tenga un vehículo de

combustión se verán beneficiados tanto económicamente como socialmente, pues estarán contribuyendo en los programas de conservación del medio ambiente. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.-Hernández, R., Fernández, C. & Baptista, P. (2008). Metodología de la Investigación. Localidad: México, D.F. Editorial: Mc Graw Hill 2.-Hernández, R., Fernández, C. & Baptista, P. (2010). Metodología de la Investigación. Localidad: México, D.F. Editorial: Mc Graw Hill 3.-Martínez Salgado Hilda (2011, pag.12). Centro de Transporte Sustentable de México A.C. Estudio de emisiones y características vehiculares en ciudades mexicanas. Fase IV: medición de emisiones en cinco ciudades y análisis de resultados globales. 4.-SEMARNAT-(2005), Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales. NORMA Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-2005, Que establece las características, el procedimiento de identificación, clasificación y los listados de los residuos peligrosos. 5.-Velásquez Piedrahíta y Quiceno Castañeda, (2013). Diseño de un Sistema de Generación de Hidrógeno por Electrólisis, Proyecto de grado presentado como requisito parcial para obtener el título de Ingeniero Mecánico Universidad Tecnológica de Pereira Facultad de Ingeniería Mecánica Pereira Colombia.

ANEXO FOTOGRAFICO DEL PROTOTIPO.


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Fig. 8. Diagrama de proceso de operaciones del electroahorrador (fuente propia)

Purificador (parte esencial cuya función es impedir cualquier que residuo sólido pudiera afectar el proceso, así como ser el principal sistema de seguridad impidiendo el retorno de gas hacia el reactor

Manguera de recorrido (su función principal es orientar el HHO hacia el compartimento de admisión de nuestro motor

Reactor (componente principal en el cual en su interior efectúa el proceso electrolítico necesario para desasociar los enlaces del agua)


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Conexiónalsuministrodeaire(elmotortrabajaenbasedevacío,eslaúnicaconexióndelelectroahorradorhaciaelmotordeestamanerasealimentaconHHO)


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SIMULADOR ECG PARA LA INNOVACIÓN EN EL MÉTODO DE LA ENSEÑANZA MÉDICA

Arely Alejandra Benavides-Cepeda1, María Fernanda Padrón-Olivas

1, Verónica Cuevas-Villanueva

1,

Yessica Edith Soltero-Arias1, Héctor Alfredo López-Aguilar1, Jorge Alberto Gómez2, Gerardo Méndez-Najera1.

1Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey campus Chihuahua. 2Universidad Autónoma de Ciudad Juárez.

RESUMEN

El presente trabajo muestra una investigación para la integración de un sistema simulador electrocardiograma (ECG) in vivo del ritmo sinusal. Su desarrollo se presenta como una innovación en el método de enseñanza en México. La implementación y uso de este prototipo de bajo costo, presenta un impacto potencial en la prevención y estudio de enfermedades cardiacas, facilitando su aplicación en clínicas ubicadas en comunidades rurales con difícil acceso a tecnologías. Palabras clave: Simulador, ECG, Matlab, Series de Fourier.

INTRODUCCIÓN.

Las cardiopatías representan la principal causa de muerte en México. De acuerdo a la OMS en el 2014 ocasionaron el 24% de causas de muerte en el país [1], por lo que su detección oportuna puede contribuir sustancialmente en la salud de la población.

El corazón es un músculo que se contrae de manera rítmica para bombear el sistema vascular, esta contracción comienza en el nodo sinusal y se propaga en el resto de los músculos del miocardio [2]. La actividad cardiaca genera una señal de pulso regular, conocida como ritmo sinusal. La señal de respuesta en forma de potenciales eléctricos sigue un patrón que puede ser medido con un equipo de electrocardiografía. El electrocardiograma (ECG) es uno de los indicadores del estado actual de todo el organismo humano [3]. Su uso y correcta interpretación pueden llevar a identificar anormalidades en el corazón y ayudar en el diagnóstico clínico [4,5]. Sin embargo la expresión de esta actividad eléctrica en el ECG es compleja, su comprensión pueden apoyarse en el uso de herramientas interactivas que además permitan al usuario introducir cambios en la actividad eléctrica del corazón y observar el efecto sobre el ECG [6].


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En la actualidad existen ECG de última generación que llegan a identificar patologías cardiacas, sin embargo pocos hospitales o instituciones relacionadas, hacen esencial su adquisición, mientras otros no cuentan con los fondos necesarios para adquirirlos. A nivel nacional, la mortalidad por enfermedad isquémica del corazón representa la primera causa de muerte en hombres y la segunda en mujeres. Para el caso del estado de Chihuahua es la primera causa de muerte tanto en hombres como en mujeres [7].

Ante estas estadísticas se hace evidente la necesidad de contar con dispositivos con la capacidad de reproducir señales cardiacas e identificar distorsiones o anomalías en las señales, al presentarse alguna patología del corazón. El objetivo de la presente investigación fue integrar un prototipo de instrumento portátil, de fácil manejo y a un bajo costo para que se pueda instalar y utilizar en zonas rurales. Además de diseñar un programa que permita la capacitación del personal para la lectura de electrocardiogramas. Cabe mencionar que los empleados en el área médica que realizan estos procedimientos no son los médicos especialistas. La mayoría de los enfermeros(as), que realizan este tipo de medición no están capacitados para interpretar la respuesta del ECG, por lo cual tienen que consultar a un técnico o especialista, generando un tiempo muerto en el mejor de los casos. En muchas clínicas los pacientes son atendidos por religiosas o personas de las zonas rurales que no cuentan con la formación adecuada. En general existe un alto número de diagnósticos falso-negativos [8], por lo que un dispositivo que brinde información y entrenamiento de identificación de patologías cardiacas de manera oportuna podría salvar vidas.

MÉTODOS Y MATERIALES.

Este trabajo de investigación, se presenta como una etapa experimental inicial. Para la elaboración del prototipo, no se tomó en cuenta el trato directo con individuos. Las series de Fourier son un instrumento muy útil para la aproximación y para expandir de forma periódica funciones acotadas por un intervalo discreto [3], como es el caso de las señales ECG. Se utilizó la herramienta computacional Matlab para simular el ritmo sinusal, modelado en base a series de Fourier [3,4,9]. Para su modelación la señal ECG se dividió en partes, que fueron sustituidas por funciones elementales [3,9]. El código simuló la onda del electrocardiograma normal y a la vez, a través de un proceso iterativo, se manipularon los parámetros para modificar amplitudes y la duración de cada onda, en función de las patologías cardiacas. El ECG estándar se basó en los siguientes valores: Frecuencia Cardiaca: 72 latidos por minuto (lpm) Amplitud:

Duración:

Onda P- 25mV Onda R - 1.60mV Onda Q - 0.025mV Onda T - 0.35mV


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Intervalo P-R - 0.16 segundos Intervalo S-T - 0.18 segundos Intervalo P - 0.09 segundos Intervalo QRS - 0.11 segundos

Análisis de alteraciones del ritmo cardiaco ocasionadas por patologías cardiacas.

Para el estudio de las alteraciones en el ritmo cardiaco, se tomaron en cuenta una serie de patologías comparadas con el ritmo cardiaco considerado como normal (fig. 1), como son:

Figure 1 Onda normal cardiaca

Flutter ventricular: Se denomina fluter ventricular cuando la frecuencia cardíaca es muy rápida (mayor de 200 lpm.) y el electrocardiograma registra un patrón continuo, regular en zig-zag, sin una clara definición de los complejos QRS ni las ondas T (fig 2). Es un estado de emergencia eléctrica intermedia entre la taquicardia ventricular y la fibrilación ventricular. El tratamiento es similar a la fibrilación ventricular [10].


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Figure 2 Flutter ventricular en matlab

Taquicardia sinusal: La taquicardia sinusal inapropiada (TSI) es una arritmia que se caracteriza por un incremento exagerado en la frecuencia cardiaca asociado con demandas fisiológicas comunes (fig. 3). Generalmente, la TSI se inicia por cambios posicionales, ejercicio mínimo y estrés psicológico [11].

Figure 3 Taquicardia sinusal en matlab


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Taquicardia ventricular (TV): La TV tiene un amplio espectro clínico, electrofisiológico y hemodinámico. Ocurre en cualquier tipo de cardiopatía o en corazones aparentemente sanos; tiene una variedad de mecanismos y manifestaciones electrocardiográficas (fig. 4) y su repercusión clínica varía desde síntomas relativamente benignos (como palpitaciones) hasta deterioro hemodinámico, síncope y muerte súbita. El amplio espectro de la TV la convierte en un cuadro de complejo diagnóstico y tratamiento, por lo que el paciente con esta arritmia requiere ser evaluado con precaución [12].

Figure 4 contracción ventricular prematura en Matlab

Implementación del ECG para monitoreo cardiaco in vivo.

Para realizar la comparación entre un ECG medido con el simulado tanto el ECG normal o con alteraciones, se realizó un montaje prototipo para su posterior visualización por osciloscopio, así como el refinamiento de la señal para generar una buena calidad.

Figure 5 Electrodos de monitoreo para ECG 3M 2223


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El electrodo es una interfaz entre el cuerpo humano y el equipo de medición (ECG), teniendo en cuenta lo anterior, podría decirse que los electrodos convierten en señal eléctrica las corrientes iónicas generadas por los seres vivos, esta señal será la entrada a la instrumentación electrónica. El funcionamiento de los electrodos se basa en reacciones de óxido-reducción, los cuales suceden cuando un metal entra en contacto con un electrolito, los iones metálicos entran en la solución y los iones del electrolito se combinan con los electrones metálicos, obteniéndose como resultados una distribución de cargas, que se denomina potencial de media celda o potencial característico de equilibro, cuando no circula corriente por el electrodo [13].

Los cables electrocardiográficos, son los encargados de llevar señales captadas por los electrodos hacia el circuito electrónico, son tres puntas tipo “banana” de 4.0 mm con sus respectivos conectores; los colores de los cables son los recomendados por la Asociación Americana del Corazón y la Comisión Electrotécnica Internacional. Para la elaboración del circuito prototipo, se utilizó un amplificador instrumental de bajo nivel de ruido y alta impedancia de entrada para la detección y amplificación de los potenciales eléctricos provenientes del músculo cardiaco.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Para este estudio de instrumentación biomédica, se consideraron tres pasos que son esenciales para un buen desempeño de la misma, como son el censado, procesamiento y despliegue gráfico de señales. La interfaz desarrollada se enfocó en la parte de despliegue gráfico, que servirá para el desarrollo de patologías.

Figure 8 Vista principal de la interfaz creada

Debido al principal objetivo de dicha interfaz, como es la promoción e innovación en un método de enseñanza convencional, su función consiste en un cuestionario en donde se despliega una señal aleatoria. El usuario seleccionará su respuesta entre una pregunta de opción múltiple, una vez identificada la respuesta correcta, puede volver a intentar con la misma u otra patología o salir del programa.


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Figure 9 Interfaz funcionando

Para comprobar el correcto funcionamiento del software propuesto se debe tomar en cuenta una cantidad mayor de experimentos y obtener las distintas señales cardiacas de patologías del corazón, algunas de ellas investigadas previamente e incluidas en el simulador. Como se mencionó anteriormente, los centros médicos rurales presentan grandes limitaciones, por lo que el uso de este instrumento de medición-capacitación de bajo costo, propiciará prolongar y brindar una mejor calidad de vida para las personas que visitan dichos centros. Lo que mejorará el entendimiento de los efectos de los cambios anatómicos vasculares [5] y las terapias farmacológicas [8], a partir del análisis de los patrones del ECG. La interfaz amigable y su diseño sencillo permiten actualizaciones y mejoras, empleando otros sistemas como microcontroladores u otros estándares de comunicaciones, mejora en captura de trazos cardiacos y la adición de simulaciones del sonido cardiaco, impresoras, programas operativos Android, IOS, entre otros.

Figure 10 Circuito ECG prototipo empleado en este estudio.


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Figure 11 Señal cardiaca vista desde el osciloscopio.

Para el prototipo empleado en este estudio se utilizó un circuito mostrado en la figura 10 y con una cubierta en madera MDF de 10x10 cm y 0.5 cm de grosor, con orificios para las salidas de los electrodos. Se diseñó para brindar una mejor movilidad del instrumento, utilizando un material ligero y resistente. De acuerdo con Luz et al. [2] el estudio y clasificación de problemas del ritmo cardiaco estimula a la creación de bases de datos especializadas. En el caso particular del prototipo y como trabajos a futuro, es necesario complementar la base de datos ECG incluyendo un mayor número de patologías, basado en modelos matemáticos de redes neuronales.

CONCLUSIÓN

La investigación con este tipo de tecnologías médicas de bajo costo, presentan un beneficio potencial de su aplicación en zonas rurales, además de ayudar a la formación profesional de estudiantes en el área de la salud, que pueden aplicar los conocimientos teóricos y reafirmarlos, solidificando su formación. Se puede concluir que, en México, es esencial la implantación de este tipo de tecnologías, ya utilizadas en países de primer mundo, para el estudio y prevención de las enfermedades cardiacas de mayor incidencia y mortalidad en el país. La experiencia adquirida muestra la capacidad de integrar instrumentos de calidad que pueden ser distribuidos tanto en el sector privado como en el público, en clínicas urbanas y rurales. Referencias: [1] WHO. (2014). World Health Organization. Noncommunicable Diseases (NCD) Country Profiles. Recuperado el 10 de noviembre del 2016. Sitio web: http://www.who.int/nmh/publications/ncd-profiles-2014/en/

[2] Luz, E. J. D. S., Schwartz, W. R., Cámara-Chávez, G., & Menotti, D. (2016). ECG-based heartbeat classification for arrhythmia detection: A survey. Computer methods and programs in biomedicine, 127, 144-164.

[3] Kubicek, J., Penhaker, M., & Kahankova, R. (2014). Design of a synthetic ECG signal based on the Fourier series. Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI, 2014 International


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Conference on(pp. 1881- 1885). IEEE. [4] Singh, M. (2015). MATLAB based ECG signal noise removal and its analysis. 2015 2nd International Conference on Recent Advances in Engineering & Computational Sciences (RAECS) (pp. 1-5). IEEE. [5] Bacharova, L., Szathmary, V., Potse, M., & Mateasik, A. (2012). Computer simulation of ECG manifestations of left ventricular electrical remodeling. Journal of electrocardiology, 45(6), 630-634. [6] Van Dam, P. M., Oostendorp, T. F., & Van Oosterom, A. (2010). ECGSIM: interactive simulation of the ECG for teaching and research purposes. 2010 Computing in Cardiology (pp. 841-844). IEEE. [7] Contreras-Solís, R. E., Rendón-Aguilar, P., Tufiño-Olivares, M. E., Levario-Carrillo, M., & Uranga-Urías, T. M. (2008). Factores de riesgo cardiovascular en población adulta de la Unidad de Medicina Familiar de Meoqui, Chih. Investigación clínica,19(1). [8] Raygor, V. P., Ng, J., & Goldberger, J. J. (2015). Surface ECG f wave analysis of dofetilide drug effect in the atrium. Journal of cardiovascular electrophysiology, 26(6), 644-648. [9] Raviprakash, Karthik. ECG Simulation using MATLAB. Recuperado el 17 de septiembre de 2016 de http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/10858-ecg-simulationusing- matlab/content/matlab_codes/complete.m [10] Dr. Hernando Matiz Camacho. (2015). Guía de práctica clínica basado en evidencias. Recuperado el 10 de noviembre del 2016, ASCOFAME Sitio web: http://www.medynet.com/usuarios/jraguilar/arritmias%20ventriculares.pdf [11] Carlos Morillo. (2016). Taquicardia sinusal inapropiada: actualización. 26 de octubre del 2016, de Revista española de cardiología Sitio web: http://www.revespcardiol.org/es/taquicardia-sinusal-inapropiada- actualizacion/articulo/13113978/ [12] Dr. José González et al. (2015). Curso de arritmias por internet. Recuperado el 10 de noviembre del 2016, Congreso virtual de cardiología Sitio web: http://www.suc.org.uy/emcc07/Arritmias_archivos/Bibliopdf/arritmias- Taquicardia%20Ventricular%20I.pdf [13] Guillermo Eduardo Vega Picón. (2012). Diseño y construcción de un electr ocardiograma de 12 derivaciones para el análisis de señales cardiacas. Recuperado el 3 de noviembre del 2016. Sitio web: http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/3262/1/UPS-CT002532.pdf


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EVALUAR ALTERNATIVAS DE SOFTWARE Y HARDWARE LIBRE EN MODELOS EDUCACIONALES PRÁCTICOS PARA LA ROBÓTICA INDUSTRIAL

Líder del proyecto: T.S.U. Ever Alejandro Atilano Rosales Investigadores involucrados: T.S.U. José Antonio Jiménez Herrera M.C. Karla María Ronquillo Gonzales M.C. Milton Joel Batres Márquez

Universidad Tecnológica de Chihuahua UCTH

1. INTRODUCCIÓN

En el siguiente documento se muestra la concepción de la idea, el diseño y creación de un brazo robótico con recursos reciclados de diferentes dispositivos para el impulso del aprendizaje de robótica industrial. Se aborda el control de servomotores mediante un sensor acelerómetro mediante una tarjeta de desarrollo Arduino UNO, así como la conexión y comunicación entre el sensor acelerómetro de un control Nunchuck de la consola Nintendo Wii mediante el protocolo de comunicación I2C.

2. PROBLEMÁTICA

Los equipos de robótica industriales cuentan con un costo muy elevado sea para las pequeñas empresas o para las instituciones en desarrollo, lo cual restringe el aprendizaje práctico en áreas importantes de la industria como lo es la automatización y la robótica industrial. El prototipo pretende redefinir la mecánica educacional práctica orientándonos a equipos accesibles y software libre que predominará en las industrias en años futuros. Ya que se ha demostrado la eficacia de equipos complejos y funcionales con la ayuda de herramientas libres, tanto en hardware como en software.

3. METODOLOGÍA

Partimos de una investigación en la cual analizamos costos en software y hardware relacionados con la robótica industrial en el área educativa y profesional. Llegando a la conclusión de que se cuentan con equipos altamente funcionales y complejos, sin embargo


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estos solamente son accesibles para las megas empresas e industrias del país.

Concebimos la idea como una alternativa positiva capaz de competir contra los equipos de marcas reconocidas en el mercado, mejorando costos y obtención de materiales. En la actualidad, la tecnología está presente en cada aspecto de nuestra vida, muchos de estos equipos son desechados o incluso cuando su tiempo de vida no ha concluido, lo cual representa equipo funcional desperdiciado en cantidades exorbitantes. Estos materiales pueden ser aprovechados para crear prototipos que se encuentran muy aproximados a lo que nos ofrece el sector privado. Procedimos a la búsqueda de componentes capaces de cumplir las funciones requeridas para armar un brazo robótico, analizando opciones y variantes para el óptimo funcionamiento del prototipo. Llegando a la conclusión que trabajando con servomotores reciclados de otro tipo de equipos, se puede diseñar e implementar un equipo práctico institucional para el aprendizaje básico en la robótica industrial.

Los materiales seleccionados fueron:

• 4 Servomotores con el mismo consumo energético y capacidad mecánica

• Estructura de diversos materiales. Este punto puede ser muy versátil, ya que se puede armar y diseñar un armazón que se adapte a las necesidades académicas de las prácticas en curso cambiando la forma o el tipo de material para un desarrollo más simple y óptimo.

• 1 Placa de desarrollo libre (Arduino uno). Nosotros seleccionamos la placa Arduino UNO, gracias a su simplicidad y adaptabilidad a la situación, sin embargo es importante recalcar que cualquier placa de desarrollo puede implementarse.

• Placa de sensores y controladores. Podemos implementar cualquier tipo de sensor o controlador que se adapte a la práctica en lugar de diseñar y construir una placa decidimos trabajar con un equipo prediseñado. El control de mando de la consola Nintendo Wii, cuenta con el material apropiado para el control de la maqueta de una forma simple y comprensible.

• Fuente de alimentación variable

• Placa de ensayo (Protoboard)

4. INVESTIGACIÓN Servomotor Un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. Está conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control.


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Dependiendo del modelo del servo, la tensión de alimentación puede estar comprendida entre los 4 y 8 voltios. El control de un servo se reduce a indicar su posición mediante una señal cuadrada de voltaje. El ángulo de ubicación del motor depende de la duración del nivel alto de la señal. Cada servo motor, dependiendo de la marca y modelo utilizado, tiene sus propios márgenes de operación pero generalmente trabajan con un rango de 180° de libertad.

Control Nunchuck de la consola Nintendo Wii El control de Nunchuck contiene un acelerómetro de 3 ejes de rotación y dos botones de comando (C y Z). Los valores de los diferentes ángulos x, y, z son convertidos numéricamente y codificados en 10 bits. El protocolo de comunicación que el control maneja es el bus I2C. El acelerómetro que utiliza este dispositivo es el LIS3L02AL. Los cables de la señal del Nunchuck tienen 4 líneas. Las cuales son +3.3V de voltaje de alimentación (cable rojo), tierra (cable blanco), línea de reloj serial – SCL (cable amarillo) y línea de datos seriales (cable verde). En la siguiente figura se muestra una fotografía con la guía de colores de los cables.

Comunicación I2C I2C (Inter-Integrated Circuit) es un bus de comunicación muy utilizado para comunicar circuitos integrados, uno de sus usos más comunes es la comunicación entre un microcontrolador y sensores periféricos. El I2C es un bus multi-maestro es decir permite que haya múltiples maestros y múltiples esclavos en el mismo bus. El bus I2C cuenta con dos líneas SDA (datos) y SCL (clock) además de masa. Como anteriormente se mencionó, el protocolo de interfaz para la comunicación es el bus I2C, por lo cual, el nunchuck es capaz de comunicarse con cualquier microcontrolador que contenga este bus. Las resistencias de pullUp necesarias, es decir poner estas resistencias a voltaje, para mantener las líneas del bus a nivel alto ya las incorpora el mando internamente con lo que no es necesario añadirlas.

El control es un dispositivo esclavo del bus I2C. La dirección I2C de del mando es 0x52 (0b1010010), por lo que para realizar lecturas de sensores direccionaremos a 0xA5 (0b10100101) y para escrituras a 0xA4 (0b10100100). Los datos de lectura consisten en 6 bytes de datos decodificados, por lo cual, antes de usar estos datos, es necesario


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decodificar la información utilizando la siguiente formula.

Los datos exactos = (datos leídos XOR 0x17) + 0x17 Los datos que recibe se muestran en la siguiente tabla

Placa Arduino Consiste en una placa de circuito impreso con un microcontrolador, usualmente Atmel AVR, puertos digitales y analógicos de entrada/salida, los cuales pueden conectarse a placas de expansión (shields), que amplían las características de funcionamiento de la placa Arduino. Asimismo, posee un puerto de conexión USB desde donde se puede alimentar la placa y establecer comunicación con el computador.

La plataforma Arduino tiene un lenguaje propio que está basado en C/C++ y por ello soporta las funciones del estándar C y algunas de C++. Sin embargo, es posible utilizar otros lenguajes de programación y aplicaciones populares en Arduino como Java, Processing, Python, Mathematica, Matlab, Perl, Visual Basic, etc. Esto es posible debido a que Arduino se comunica mediante la transmisión de datos en formato serie que es algo que la mayoría de los lenguajes anteriormente citados soportan. Para los que no soportan el formato serie de forma nativa, es posible utilizar software intermediario que traduzca los mensajes enviados por ambas partes para permitir una comunicación fluida. Es bastante interesante tener la posibilidad de interactuar con Arduino mediante esta gran variedad de sistemas y lenguajes, puesto que dependiendo de cuales sean las necesidades del problema que vamos a resolver podremos aprovecharnos de la gran compatibilidad de comunicación que ofrece. 5. DESCRIPCIÓN Primero se diseñó la estructura del brazo robótico, para eso se tomó como referencia un diseño encontrado en un sitio web. De este diseño se quitó el primer servomotor que está en la base del brazo, ya que no se contaba con el material para lograr hacer el diseño completamente.

La garra consiste en tres servomotores, uno en la base del brazo robótico para que


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este tenga la posibilidad de girar 180° en su propio eje, el segundo servomotor permite mover el brazo de arriba hacia abajo aproximadamente 180°, finalmente el tercer servomotor permite el movimiento de la garra robótica, teniendo la posibilidad de que esta se abra y se cierre.

Las conexiones eléctricas fueron las siguientes. Todos los servomotores van conectados a una fuente de alimentación externa de 5V a 2 A ya que el Arduino UNO no tiene la suficiente corriente para mover los motores. Los cables rojos van a 5V y los negros a Tierra. Para cada servo la señal de PWM iba para la entrada digital 9, 10 y 11 para el servo 1, 2 y 3 respectivamente. El control Nunchuck, se conectó el cable del reloj (amarillo) a la entrada analógica 5 del Arduino UNO, el cable de datos (verde) a la entrada analógica 4 del Arduino UNO, el cable de tierra (blanco) se conectó a la tierra de la tarjeta y finalmente el cable de alimentación (rojo) se conectó a la fuente de alimentación del Arduino UNO. También se conectaron las tierras de la fuente independiente y la fuente de la tarjeta de desarrollo. En la figura siguiente se muestra un esquema de cómo quedaron las conexiones al final.


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6. RESULTADOS El producto final de este proyecto, fue un brazo robótico controlado manualmente por un Nunchuck de Wii con un modo automático previamente programado para que este realice una tarea predeterminada. Con este prototipo es posible demostrar la eficacia y eficiencia de las nuevas herramientas del mercado del software y hardware libre y desmentir que esas herramientas solo sirven para proyectos muy sencillos o simplemente para distraerse un rato. El control del brazo fue exitoso ya que la respuesta y posicionamiento del mismo fue justo a lo que se deseaba llegar.

El costo total del prototipo fue de aproximadamente 200 dólares, ya que se utilizó partes del kit de robótica Vex proporcionado por la Universidad, aunque si se llegará a utilizar otro tipo de material para los motores y la estructura, el costo se vería reducido a 700 pesos aproximadamente incluyendo la tablilla de desarrollo Arduino UNO. Sin embargo hay que recalcar el costo fue plenamente del Hardware (la tarjeta de desarrollo, motores y estructura) mientras que la licencia del Software fue totalmente gratuito.

7. CONCLUSIÓN A lo largo de todo el proceso pudimos percatarnos que equipos de esta naturaleza son más necesarios en la educación e industria ya que son alternativas viables de bajo costo, además, incluyendo software libres eliminamos los costos de las licencias recalcando nuevamente que se obtiene el beneficio en el sector productivo y educativo. Muchos estudiantes no son capases de costearse licencias o equipos prácticos del mercado actual. Por ello nuestro prototipo resuelve una problemática educacional muy importante. 8. BIBLIOGRAFÍA Baeza, J. P. (2009). Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante. Obtenido de Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante: http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/11833/1/arduino.pdf

Casali, T. N. (2013). Partie Commande Manuel Nunchuck Wii. Nice.

Ramirez, Y. (12 de Abril de 2012). Monografías.com. Obtenido de Monografías.com: http://www.monografias.com/trabajos60/servo-motores/servo-motores.shtml

Sánchez, E. L. (Diciembre de 2012). Diseño de un sistema de control domótico. Valencia, España.

Sastre, A. R. (2013). Electroensaimada. Obtenido de Electroensaimada: http://www.electroensaimada.com/i2c.html

Sevilla, U. d. (s.f.). Biblioteca de ingeniería. Obtenido de Biblioteca de ingeniería: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11638/fichero/Capitulo+4.pdf


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9. ANEXO FOTOGRÁFICO DEL PROTOTIPO


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