Nekazaritzan hobekuntzak ikusten ari gara eta guk gure aportazio txiki egin nahi dugu. Ikusi da negutegien automatizazioan zehaztasuna oso handia ez dela, ondorioz, errendimendu hobea lor daitekeela pentsarazi digu. Horretan oinarrituta dago gure proiektua, lurreko dron bat erabiliko dugu negutegi barruko zonalde ezberdinetan neurketak egin ahal izateko eta zehaztasuna hobetzeko. Gainera dron hau negutegi ezberdinetan erabili ahal izango da, negutegietako instalazioa txikituz eta merketuz.
.
1.SARRERA
Espainia barazki freskoen ekoizle eta esportatzaile nagusietako bat da. Barazkien arten tomateak garrantzi handia dute eta gehien esportatzen den produktuetan bosgarrena dago. Beste urteetako datuak ikusita, 2008-an 957.603 tomate tona esportatu ziren (esportatutako bolumen osoaren %20), batez ere Europar Batasuneko herrialdetara.
Datu hauek aztertu ondoren ikusten da produktibitate igoera negutegien igoerari esker dela. Datuetan ikusita, 2009. urtean 70.743 hektarea zeuden mota honako plantazioei dedikatuak. Hau ikusita, produktibitatean igoera jarraitzeko, teknologietan inbertitzearen beharra ikusten da. Horretarako hainbat automatizazio ezberdin garatzen ari dira gaur egun gure merkatuan negutegiei bideratuta.
Zer da Negutegi bat? Negutegiak espazio itxi batzuk dira, alde bat edo gehiago beira edo plastiko gardenezkoak dituztenak, eguzkiaren beroa igarotzen utziz eta barnean gordez landareek mikro-klima onuragarri batez goza dezaten. Tamaina ugarikoak izan daitezke, babestoki txikietatik eraikin handiak arte.
Negutegiak bi motakoak izan daitezke: beirazkoak eta plastikozkoak. Plastikozkoak PE, PC edo PMMA mintzezkoak izan daitezke. Beirazko negutegi komertzialak barazkiak edo loreak landatzeko teknologia handiko instalazioak dira. Negutegi hauek ekipamendu ugari izaten dute, hala nola, itzaltze instalazioak, berogailuak, girogailuak eta argiztapena, denak ordenagailu bidez kontrola daitezkeenak.
Negutegi baten helburu nagusia urte osoan zehar produzitzea da. Normala denez, neguan baldintza egokienak lortzea oso zaila da eta hau da negutegiak jokoan sartzen diren momentua.
Neguan, berotegi-efektua babes-egituren lehen justifikazioa da. Aste gutxi batzuetatik, hilabete batzuetara arte iraun dezake, beti egoera eta lekuaren arabera. Egunean zeharreko eta gaueko tenperaturen aldaketak, landarezaintza mugatzen du, ekoizpena eteten du eta kalitatea gutxitzen du.
Udan berriz, negutegiaren papera konplexuagoa da. Babesak erradiazioa nabarmen txikiagotu arren, negutegiaren tenperatura zailtasunez manten daiteke laborantzarako mugen barruan. Hau da teknikaren arazo serioenetako bat gaur egun.
Zonalde bateko ezaugarri klimatikoak ere kontutan hartu behar dira, landatu nahi denaren beharrak hasetzeko gai izango garen ala ez aztertu behar izaten da.
Babesaren azpian landatu hoi direnak, normalean urtaro beroko espezieak izaten dira, 17ºC eta 27ºC arteko tenperaturetara egokituta daudenak.
Izozteek urtaro beroko espezieak hondatu egiten dituzte eta 10ºC azpiko tenperaturak egoten badira egun askotan zehar, espezieak ez dira hondatuko baino produkzioak behera egingo du bai kalitateari dagokionez, baita kantitateari dagokionez ere.
30ºC gorako tenperaturek (hezetasuna baxua denean) edo 35ºC gorako tenperaturek (hezetasuna altua denean) uztan min handia egiten dute, tenperatura hauek jasatea zaila baita landareentzat.
Ondorengoak dira tunel motako negutegi baten abantailak:
Estrukturaren barnealdean oztopo gutxi.
Aireztapen ona.
Euri eta haizeari hermetikotasun ona.
Alboko aireztapenaren instalazioa onartzen du, bere eragitea erraztuz.
Negutegiaren barneko argitasunaren banaketa ona.
Instalazio erraza.
Desabantailak:
Kostu altuak.
Euriaren urak ez dira aprobetxatzen.
Hau guztia ikusita, negutegien errendimendua hobetzeko proiektua garatuko da. Bi zatitan banatuko da: Lehenengo zatian, negutegian zehar bueltaka ibiliko den lurreko dron bat martxan jarriko da. Dron honek hainbat sentsore edukiko ditu gehituta eta hauen bitartez negutegiaren funtzionamendu zehatzagoa lortuko da.
Bigarren zatian, automataren bitartez, negutegiaren zehaztasuna hobetzea lortuko da.
.
2.PROIEKTUAREN JUSTIFIKAZIOA
2.1.Ondorioak
Proiektu honen ezarpena eta abiarazteak, hurrengo ondorioak izan ditzake epe erdi-labur batean:
Negutegietan errendimendua handitzea, sentsoreak leku finko batean egotetik mugimenduan egotera pasatzea ahalbidetuz, puntu ezberdinetan datuak hartu ahal izateko eta neurketa zehatzagoak egiteko.
Instalakuntza murriztea, hainbeste kable ez egoteko eta informazio galera posibleak (kableen luzeragatik) ekiditeko.
Dirua aurreztea, automatizazioa garestia delako. Errendimendu handiagoa lortu nahi bada, dronaren bitartez ez dira sentsore gehiago instalatu behar izango, eta kableatua ez da hain ugaria izan beharko. Gainera, dron bakarra erabili ahal izango da negutegi ezberdinetan, instalazioa gutxituz, eta ondorioz, dirua aurreztuz.
Kamera bat instalatuz, negutegiko bigilantzia etxetik egin ahal izango da.
Teknologia aurreratuen (robotika/dronak) erabilpena nekazaritza eremura eramatea.
Produktu berri baten sarrerak, eremu nazionalean lanpostu berriak sortu ditzake (fabrikazioa, instalazioa, programazioa eta mantentzean).
Proiektu honen bidez, lortu nahi diren helburuak azpian azaltzen direnak dira. Horretarako, fase ezberdinak definitu dira, helburu geroz eta zailagoak ipiniz. Printzipioz, gure proiekturen lehen helburua lehen fasea burutzea izango da. Hortik aurrera lortzen dena, gehigarri moduan izango da.
Lehen fasea:
o Rover-a manualki mugitzea (“MANUAL” modua).
o Misio autonomoak egitea GPS bidez (“LEARNING” + “AUTO” modua).
o Oinarrizko sentsoreen datuak lortzea (CO2, argitasuna, tenperatura, hezetasuna eta eguzki-erradiazioa).
o Datuak Internet-era bidaltzea.
Bigarren fasea: kolpeak ekiditeko sentsoreak gehitu (“STEERING” moduan).
Hirugarren fasea:
o Kamera gehitu, streaming bitartez Internet-en bidez ikusteko.
o Internet bidez drona kontrolatzea (seinalea bidali eta jasotzea, moduak aldatzea, mugitzea…).
Laugarren fasea:Negutegiaren automatizazioa dronak hartutako seinaleen ondorioz zuzenean burutzea.
Bosgarren fasea:GPS-aren alternatiba zehatzago bat bilatzea.
Seigarren fasea:Bateria energia-berriztatzaileen bitartez kargatzen joatea (eguzki-energia).
Zazpigarren fasea:Sistema guztiaren (prototipoaren) tamaina txikitzea.
3.DESKRIBAPEN TEKNIKOA
Sarreran azaldutako arazoei aurre egiteko, negutegian bueltaka ibiliko den lurreko dron bat egitea pentsatu da, negutegi baten funtzionamendu egoki baterako behar diren sentsoreak bertan ipinita, negutegiko puntu guztietara iristea lortuko delako, eta horrela datu zehatzagoak lortuko direlako. Horrez gain, kableatua murriztea lortuko da, instalazioaren kostua ere murriztuz.
Lurreko dron hau kontrolatzeko, Raspberry Pi 2-a eta Erle Brain-eko shield bat erabiliko dira. Sentsoreen datuak jasotzeko berriz, Arduino erabiliko da eta Arduino-ri konektatuta beste modulu bat jarriko da jasotako informazioa Internet-era bidaltzeko. Printzipio batean erabiliko diren sentsoreak ondorengoak izango dira:
Tenperatura (ºC)
Hezetasuna (%)
Argitasuna (lux)
CO2 (ppm)
Eguzki-erradiazioa (W/m2)
Hasiera batean, lurreko drona radio frekuentzia bidezko mando baten bidez kontrolatuko da, eta ondoren autonomoa izatea da gure helburua (GPS-aren bidez kontrolatuz), denbora guztian zehar pertsona baten beharra ez izateko. Hau lortu ostean, etxetik kontrolatu ahal izatea izango da hurrengo urratsa.
Proiektu hau, Don Bosco ikastetxeko Automozio departamentuari, urtero parte hartu ohi duen Shell Eco-Marathon lehiaketan laguntzeko asmoz sorturikoa da. .
.
Shell Eco-Marathon lehiaketa, urtero ospatu ohi den norgehiagoka bat da eta bertan mundu guztiko ikastetxe eta unibertsitatetako ikaslee hartu ohi dute parte, urte guztian zehar diseinatu eta hobetu duten prototipoarekin. Gure proiektuaren helburua, Automizokoekin batera lan egitea eta beraien zailtasunetan laguntzea izan da, lehiaketan emaitza hobeak lortzeko asmoz.
.
.
Shell Eco-Marathon lehiaketaren helburua, litro bat erregairekin ahalik eta kilometro gehien egitean datza eta honetarako autoek ahalik eta arinenak eta aerodinamikoenak izan behar dute. Hau dela eta, auto hauek honela funtzionatzen dute: motorraren bidez komeni zaien abiadura hartzen dute (30-40 km/h) eta ondoren motorra gelditu eta inertziaren bidez jarraitzen dute. Jakina den bezala autoak pixkanaka abiadura galtzen du, eta abiadura hori oso mantxoa denean (10-15 km/h) berriro motorra martxan jartzen dute abiadura egokia hartu arte ondoren berriro ere motorra geldituz.
Hau guztia jakiñik, gure proiektuak bi helburu ditu: autoaren abiaduraren eta motorraren RPM-en arabera enbrage elektromagnetiko bat aktibatu edo desaktibatu eta gidariari autoaren abidura adierazi. Honetarako bi PCB sortu ditugu: PCB nagusia eta PCB erakuslea.
.
PCB nagusia
.
PCB erakuslea
.
Erabilitako materiala
Ondorengo hauek izan dira erabili ditugun materialak. Informazio zabalagoa jasotzeko, egin klik bakoitzaren gainean.
Lehenik eta behin eskema simulagarri bat egin zen, bertan konponenteen arteko konexioak egin ziren eta honen funtzionamendu egokia egiaztatu zen.
.
.
Isis-eko zirkuitu simulagarriaren artxiboak deskargatzeko egin klik hemen.
Simulaziorako eskema egin eta probatu ondoren, bi PCB-en diseinuak egiten hasi ginen. Honetarako, bi eskema desberdin egin behar izan genituen, PCB bakoitzarentzat bat. .
PCB nagusiaren diseinurako eskema
.
PCB nagusiaren diseinurako eskema deskargatzeko egin klik hemen.
.
PCB erakuslearen diseinurako eskema
.
PCB erakuslearen diseinurako eskema deskargatzeko egin klik hemen.
Ondoren eskema hauen arabera, PCB-en diseinuak egiteari ekin genion. PCB nagusia bi aurpegikoa egin behar izan zen, izan ere, ez ziren pista guztiak alde batean sartzen, eta aldiz PCB erakuslea simpleagoa zenez, aurpegi batekoa egin genuen. Azpiko irudietan agertzen dira gure PCB-en diseinuak. .
PCB nagusiaren diseinua
.
.
PCB erakuslearen diseinua
.
Programazioa
18F2550 PIC-a programatzeko software-a PIC C Compiller izenekoa da eta bertan C lenguaia erabiliz programatzen da. Azpian agertzen da guk erabilitako programa.
int32 temp1=0, t1; //Buelta baten denbora
int32 temp2=0, t2; //Buelta baten denbora
int16 rpmMotor; //Abiadura RPM-tan MOTORRA
int16 rpmGurpil; //Abiadura RPM-tan GURPILA
float32 a=0; //Hortzetik hortzera dagoen denbora segunduetan, hau da t1-etik t2-ra
float32 b=0; //Hortzetik hortzera dagoen denbora segunduetan, hau da t3-etik t4-ra
float aux_rpm1=0; //Abiadura RPM-tan dezimalekin MOTORRA
float aux_rpm2=0; //Abiadura RPM-tan dezimalekin GURPILA
float aux_abiadura=0;
unsigned int16 Abiadura_be=0,Abiadura_za=0 ; //Abiadura berria eta abiadura zaharra
int8 dec, uni; //Dezenen display-a eta unitarioen display-a
#int_EXT
void GurpilBirak(void) //Gurpilaren biren kontagailuaren funtzioa
{
temp1=get_timer1(); //Buelta baten denbora jaso
set_timer1(0); //Timer1 Hasieratu, momentu honetan timer-a kontatzen hasiko da
}
#int_EXT2
void MotorBirak(void) //Motorraren biren kontagailuaren funtzioa
{
temp2=get_timer0(); //Buelta baten denbora
set_timer0(0); //Timer2 Hasieratu, momentu honetan timer-a kontatzen hasiko da
}
void Test(void) //Plaka elikatzean, display-ek ongi funtzionatzen dutela jakiteko funtzioa
{
int i;
for(i=0; i<3; i++) //Display-en segmentu guztiak piztu segundu erdi batez eta denak itzali beste segundu erdi batez. Hau hiru aldiz egingo dugu.
{
int test1 = 8; //Segmentu guztiak pizteko aldagaia
int test2 = 15; //Segmentu guztiak itzaltzeko aldagaia
output_A(test1);//A portutik unitarioko display-aren segmentu guztiak piztu
output_bit(PIN_B4,shift_right(&test1,1,0)); //B portuko 4. pinetik dezenen display-a piztu
output_bit(PIN_B5,shift_right(&test1,1,0)); //B portuko 5. pinetik dezenen display-a piztu
output_bit(PIN_B6,shift_right(&test1,1,0)); //B portuko 6. pinetik dezenen display-a piztu
output_bit(PIN_B7,shift_right(&test1,1,0)); //B portuko 7. pinetik dezenen display-a piztu
delay_ms(500); //Segundu erdiz segmentuak piztuta eduki
output_A(test2);//A portutik unitarioko display-aren segmentu guztiak itzali
dec = Abiadura_be / 10; //Autoaren abiaduraren zenbaki dezena kalkulatu
uni = Abiadura_be % 10; //Autoaren abiaduraren zenbaki unitarioa kalkulatu
output_A(uni); //A portutik zenbaki unitarioa atera, modu binarioan
output_bit(PIN_B4,shift_right(&dec,1,0)); //B portuko 4. pinetik zenbaki dezena atera, binarioan
output_bit(PIN_B5,shift_right(&dec,1,0)); //B portuko 5. pinetik zenbaki dezena atera, binarioan
output_bit(PIN_B6,shift_right(&dec,1,0)); //B portuko 6. pinetik zenbaki dezena atera, binarioan
output_bit(PIN_B7,shift_right(&dec,1,0)); //B portuko 7. pinetik zenbaki dezena atera, binarioan
}
void abiad_kalkulo() //Gurpilaren biren arabera, autoaren abiadura kalkulatzeko funtzioa
{
t1=temp1*8;
b=((t1/1000.0)/1000.0); //Hortzetik hortzerako denbora microsegundutatik segundutara pasatu //3300uS = 0,0033s
aux_rpm2=60.0/b; //Bira kopurua minutuko RPM //60/0,2=300rpm
rpmGurpil=aux_rpm2; //Emaitzari koma kendu eta zenbaki oso bihurtu
aux_abiadura= rpmGurpil*0.075396; //Lortutako RPM-en emaitza, guk aurrez sortutako konstante batekin biderkatu (gurpilaren zirkunferentzia…)
Abiadura_be=aux_abiadura; //Emaitzari koma kendu eta zenbaki oso bihurtu
if( Abiadura_be!=Abiadura_za) //Abiadura berria eta abiadura zaharra desberdinak badira….
{
if (((Abiadura_be – Abiadura_za)<3)||((Abiadura_za – Abiadura_be)<3)) /* Abiadura berria eta zaharraren arteko aldea 3 km/h-ko baino txikiagoa bada…
{ //8 km/h-tik behera arazoak ematen dituenez, abiadura honetatik behera
//Display-ak zeroan jarriko ditugu*/
Belozimetroa(); //Abiadura display-etan azaldu
Abiadura_za=Abiadura_be; //Abiadura zaharrari abiadura berriaren aurreko denbora eman
}
/*else //Else honetan 8km/h baino mantsoago goanez, display-ak zeroan jarriko ditugu
{
Abiadura_za=Abiadura_be; //Abiadura zaharrari abiadura berriaren aurreko denbora eman
Abiadura_be=0; //Display-ak zeroan jartzeko, abiadura zeroan jarri
Belozimetroa(); //Abiadura display-etan azaldu, kasu honetan zero
}*/
if(input(PIN_C1)) //Itxaron rpmak 200tik pasa arte (Timerrak gaizki ez neurtzeko)
{
delay_ms(1000);
}
t2=temp2*8;
a=((t2/1000.0)/1000.0); //Hortzetik hortzera dagoen denbora microsegundutatik segundutara pasatu //3300uS = 0,0033s
aux_rpm1=60.0/a; //Bira kopurua minutuko RPM //60/0,2=300rpm
rpmMotor=aux_rpm1; //aux_rpm:float/rpm:int16
abiad_kalkulo();//Abiadura kalkulatu
if ((rpmMotor-rpmGurpil<15)||(rpmGurpil-rpmMotor<15)) // 15 aztertzekoa da
{
output_high(PIN_C0); //Enbragatu
}
else
{
output_low(PIN_C0); //Desenbragatu
}
.
Gure proiektua bluetooth bidez konektatutako traktorean oinarritzen da, eta bluetooth teknologiarekin sekuentzien aldaketa egitea ahalbidetezen du gure mugikorraren bitartez, guk nahi duguna egin dezan traktoreak.
.
.
Proiektu honek dituen teknologiak:
.
1-Bluetooth: dispositibo inalambriko bat da, non mugikorrarekin konektatzean mikrokontroladoreari mugikorraren bitartez aginduak bidaltzea ahalbidetzen digu. Hau bluecontrol aplikazioaren bitartez kontrola dezakegu, eta aplikazio hau play-estoretik deskargatu daiteke.
. .
2-L293D: Teknologia honen bitartez, motorren kontrola lortzen dugu, bi aldetara bira dezaketelako. Txip honek 2 motor kontrola ditzazke gehienez, bainan beti ahal izango diozu txertatu besteren bat beste bi motor erabiltzeko.
Proiektuaren funtzionamendua:
Bluetooth-aren bitartez komando bat sartuko diogu gure mikrokontroladoreari, eta honek komando bat ala beste jasotzean mikrokontroladoreari barneratutako programaren sekuentzi bat edo beste martxan jartzen da. 5 sekuentzi modu egin ditugu, lehenengoa aurreraka joateko, bigarrena atzeraka joateko, hirugarrena ezkerrera biratzeko, laugarrena eskuinera biratzeko, eta bostgarrena eta azkena motorrak geldi geratzeko.
Proiektua aurrera eramateko pausuak:
.
1-Eskemaren edizioa:
.
Lehenik eta behin proteus programaren isis atalean eskema bat egitea beharrezkoa da, gure plakan beharrezkoak diren elementuekin, funtzionamendua bermatzeko eta sortutako programarekin simulazioari ekiditeko. Isisa eginda eduki ondoren, hau modifikatu egingo dugu Ares-a sortzeko, eta hau sortu ondoren hurrengo atalera pasatzen gera. ..
Bigarren hau ares-a egiteko da, eraldatuta:
.
.
2- PCB-aren fabrikazioa:
.
Issis eko eskema aresera pasa eta pistak eraiki ondoren, LPKF makinara goaz guk egindako plaka imprimatzeko. Hau ongi egiteko, aresean gerberrak sortu behar dira, eta LYT-arekin, boar master programan .lmd duen beste bat lortuko dugu, eta honekin LPKF-ak ulertu dezan bere lanarekin hasteko. .
.
-Hau da lpkf-arentzat egindako ares-a. .
.
3-Konponenteak plakan jartzea:
.
Plaka ondo eginda dagoela zihurtatu ondoren, hautatutako konponenteak plakan soldatzen jarri ginen, kontuan hartzen bakoitzaren posizioa eta bakoitzaren kokalekua. Hau egiteko dexente denbora tardatu genuen, plakan soldatzeko eremuak ez baitziren guztiz guk esperotakoak, baino lortu genuen ongi soldatzea.
.
.
4- Pic-aren programazioa: .
Komentarioekin dator, eta hauek gazteleraz daude denek ulertzeko zer egiten duen programaren zati bakoitzak.
/*——————————————-*\
| proyecto del control de tractor: Iñigo Lazkano
el programa consiste en controlar un tractor desde el dispositivo android.
\*——————————————-*/
#include <16f87.h>
#FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer
#FUSES INTRC_IO //Internal RC Osc, no CLKOUT
#FUSES PUT //Power Up Timer
//#FUSES MCLR //Master Clear pin enabled
#FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset
#FUSES NOCPD //No EE protection
#FUSES NOWRT //Program memory not write protected
#FUSES NODEBUG //No Debug mode for ICD
#FUSES NOPROTECT //Code not protected from reading
#FUSES NOFCMEN //Fail-safe clock monitor disabled
#FUSES NOIESO //Internal External Switch Over mode disabled
if(kbhit() !=0) //si canbia la entrada del bloetooth,
{
sekuentzia=getc(); //guarda lo que recibas en la variable llamado sekuentzia
}
}
5- Sekuentziak:
.
Hemen ikus daiteken moduan, pin bakoitza zein egoeratan egon behar den momentu bakoitzean adierazten digu.
Sekuentzia A: bi motoreak aurreraka.
Sekuentzia B: bi motoreak atzeraka.
Sekuentzia C: ezkerreko motorea martxan eta eskuinekoa geldirik.
Sekuentzia D: eskuineko motorea martxan eta ezkerrekoa geldirik.
Sekuentzia E: bi motoreak geldirik.
6-Bluecontrol aplikazioa:
.
Edozein mugikorretan aplikazio hau instalatzean bluetooth-a kontrola dezakezu,baina mugikor batekin konektatuta dagoenean ezin da beste gailuren batekin konektatu. honekin, denbora errealean guk aplikatu nahieko sekuentzia aukeratzean datza.
7- -Prototipoa eraikitzea
.
Plastikozko piezekin sorturiko traktorea da, ABS edo PLA materialak erabili daitezke.Plastikozko piezak eraikitzeari ekin genion, 3D-ko impresoran erraza baizen piezak egitea. Hontaz gain, plastikozko piezak pisu gutxikoak eta arinak dira, eta traktorearen estrukturarako gogorrak ziren.3D-ko imprimagailuak, donbosko ikastolakoak erabili ditugu.
.
Honako piezak atera dira:
.
.
.
8- -dena kableatzea: .
Hau da azken atala, eta plaka basetik motorretara dijoazen kableak eraikitzean datza. Horretarako, kontuan hartu behar da nora dijoan irteera bakoitzeko seinalea, gaizki eraman ezkero beste motore bat piztuko baita. .
La estereolitografía apareció por primera vez en 1986, cuando Chuck Hull patentó éste método para realizar objetos sólidos mediante la impresión sucesiva de finas capas de un material fotosensible que es curado (solidificado) mediante su exposición a una luz ultravioleta.
Una luz ultravioleta incide sobre una pantalla despolarizada en la que aparece el objeto a imprimir en blanco y negro. La luz, pasará por la parte blanca, mientras que la parte negra impedirá su paso. La luz que consiga pasar, actuará sobre la resina fotosensible dispuesta sobre un recipiente, curándola. La primera capa curada, queda adherida a una base que sirve también de plataforma móvil. A continuación ésta plataforma asciende una distancia hasta que la capa se despega del fondo del recipiente. Al subir y despegarse, la resina vuelve a cubrir el fondo y la plataforma vuelve a bajar la misma distancia ascendida menos la altura de capa. De esta forma se va creando, capa a capa una pieza tridimensional. Una vez que la pieza tridimensional se ha completado, la plataforma asciende de nuevo para proceder a su retirada.
Existen otros métodos de impresión por adición de capas pero éste logra obtener una mayor calidad de definición en el objeto, además de reducir considerablemente el tiempo a la hora de imprimir varias piezas a la vez, ya que el tiempo es el mismo al imprimir un objeto que al imprimir varios, factor diferenciador con los demás tipos de impresión.
La finalidad del proyecto es sustituir el proyector por un foco de luz UV y fabricar unos sensores para la medición de luz UV y lumens. .
.
Este sensor detecta 280-390 nm luz. Este rango está categorizado como parte del espectro UVB (rayos que queman) y la mayoría del espectro UVA (rayos que broncean).
Se ha empezado por la creación de los sensores utilizando como tal, los integrados siguientes:
TSL2561
El circuito integrado TSL2561 es un sensor de luz sofisticado que tiene una respuesta plana en la mayor parte del espectro visible. El TSL2561 es capaz de la comunicación I2C directa y es capaz de llevar a cabo rangos de luz específicas de 0,1 – 40k + Lux fácilmente. Además, el TSL12561 contiene dos integrando de analógico a digital, convertidores (ADC) que integran las corrientes a partir de dos fotodiodos, simultáneamente, ect. .
.
SENSOR UV
Para este proyecto se necesitaba un valor concreto de luz UV para curar la resina. Después de empezar a investigar con los LED y lámparas nos dimos cuenta que era necesario hacer un sensor de luz UV, ya que sin esto no sabríamos si estábamos consiguiendo el valor requerido.
Investigamos en internet y la manera más fácil de hacer este sensor fue usando arduino y el ML5811.
A continuación se dará una explicación concreta sobre el sensor que hemos mencionado.
ML5811
El ML8511 es un sensor fácil de usar de luz ultravioleta. El sensor MP8511 UV (ultravioleta) funciona dando como salida una señal analógica en relación a la cantidad de luz UV que es detectada.
.
.
Para ello se ha hecho una PCB. Antes de iniciarse con la PCB se ha diseñado el circuido mediante los programas ARES ISIS y CircuitCAM.
.
.
.
.
Una vez comprobado el correcto funcionamiento de los sensores mediantes estos programas, se ha seguido con la fabricación de la PCB, el montaje de los componentes y se ha terminado por organizarlo bien en una caja para el buen mantenimiento de los sensores.
.
.
.
.
La caja del foco consta de estos planos que están creados por impresoras 3D.
.
.
.
Se ha continuado haciendo el foco de Luz UV y en el cual hemos seguido los mismos pasos que para el sensor, es decir, se ha empezado por los programas ISIS ARES y CircuitCAM.
.
.
.
.
Una vez hecha la comprobación del correcto funcionamiento se prosiguió al montaje. Se utilizaron resistencias para que no se fundiesen los led, se utilizó foylon para la dispersión de la luz UV y una lente fresnel para que los led no se focalizasen en unos puntos sino que la luz se dispersase.
.
.
1- Son los led UV que curan la resina.
2- Son resistencias que se utilizan para que los led no se fundan.
3- Interruptor ON/OFF que se utiliza como para apagar y encender el foco.
4- Lente fresnel que es para dispersar la luz UV y no quede focalizada en tan solo un punto.
5- Foylon que se utiliza también para que la luz UV de disperse y vaya en todas las direcciones gracias a la especie de rugosidad que tiene que hace que se disperse un 98%.
6- Cable que va a corriente.
Para este proyecto como se ha visto en la foto de arriba, también se he hecho uso de la impresora de Tumaker aunque esta vez debido a las dimensiones de la PCB se ha tenido que partir por la mitad las piezas por lo que los planos de a continuación han de imprimirse doble.
.
.
.
El resultado de todo el conjunto del proyecto es el siguiente:
.
.
Este proyecto como otro cualquiera también tiene unas conclusiones y unas líneas futuras que podrían ser estas:
Conclusiones
Al terminar el prototipo se ha pensado una serie de mejoras como:
Mejora de la rapidez de curado de la resina.
Posibilidad de utilizar la Tablet para la impresión 3D.
Abaratamiento de la impresora 3D
Líneas futuras
Aunque el objetivo principal de este proyecto haya sido crear un foco de luz ultravioleta y un medidor de luz UV y de lumens más llegar al máximo con la Tablet para bajar el coste de Eraikizpi, se le podría dar más opciones a la impresora 3D.
Integrar PC en la impresora.
Autoabastecimiento de resina.
Detector de fallos.
Videotutorial
.
Si quieres puedes descargar los archivos del proyecto en este enlace.
Actualmente las impresoras 3D se han convertido en una de las opciones de mayor uso a la hora de creación de piezas de materiales termoplásticos, incluso son consideradas por las empresas como un negocio viable.
Como resultado de un estudio realizado en el departamento de Mantenimiento Electrónico del centro de Formación Profesional Don Bosco, se ha visto la necesidad de dar a conocer ésta tecnología a personas con discapacidad visual, ofreciéndoles la posibilidad de imprimir braille e incluso figuras 3D. Por lo tanto, el grupo Braill3D decidió fusionar una página web PHP, una impresora 3D y una impresora normal de tinta.
.
.
En primer lugar el PHP es la aplicación encargada de traducir el texto que introducimos a través del teclado en Braille(PHP)
El texto introducido es recorrido caracter a caracter por la aplicación, traduciendo dichos caracteres en sus correspondientes 6 puntos de Braille.
.
.
Como se aprecia en la imagen, los 6 puntos de Braille están representados con unos y ceros. En las posiciones de carácter que hay uno, la impresora 3D imprimirá un punto.
La impresora 3D que utilizamos fue la Prusa I3 con estructura de madera, de la empresa Createc3D. Estas son muy fáciles de construir dado a la cantidad de información que hay en la red. Las máquinas están preparadas para poder imprimir piezas de plástico de muchos tipos(ABS,PLA,PET…) En este caso, sólo la utilizamos con PLA, porque es un material más pegajoso, necesita menos temperatura para ser extruido (190ºC) y no expulsa gases nocivos.
La impresora construida por el grupo Braill3D tiene como electrónica principal la placa Arduino Mega 2560 conectada con una Shield especializada en estas máquinas, por su amplitud de entradas y salidas. Esta placa recibe señales y alimenta partes de la impresora como,finales de carrera, los motores, el termistor…
.
.
.
Una de las cosas que se han modificado en la impresora 3D, ha sido el Hot-End. La razón ha sido el diámetro del agujero(Nozzle). En el anterior Hot-End, el Nozzle era de 0,4mm pero los puntos de Braille debían ser más finos, con lo cual se tuvo que poner uno de 0,3mm.
.
.
.
Por último, la impresora de tinta ha sido implementada mediante una placa diseñada, simulada y creada para así mecanizar la alimentación de papel. Para ello se han utilizado los programas de Proteus (Isis y Ares) y para fabricar la placa, utilizamos la fresadora LPKF.
.
.
El modo de alimentar con papel la impresora 3D, es un método mecánico, es decir, hemos colocado un botón al lado del final de carrera del eje Y, de tal manera cuando la impresora 3D recibiera la señal de ir al punto de partida (home) golpeará el botón de la placa realizada para la máquina de tinta, por lo tanto la impresora de tinta expulsa una hoja a la cama de la impresora preparándose para imprimir Braille.
