Informe Tecnico-robot recolector de basura monitoreado PDF

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Summary

Programar robots que se puedan utilizar para la industria....

Description

“AÑO DEL BICENTENARIO DEL PERÚ: 200 AÑOS DE INDEPENDENCIA” INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO IDAT

PROGRAMA PROFESIONAL DE MECATRÓNICA INDUSTRIAL PROYECTO: ROBOT RECOLECTOR DE BASURA MONITOREADO

CORREO ELECTRÓNICO:

APELLIDOS Y NOMBRES:

CODIGO:

Herrera Estela Balentin Moices

[email protected]

A18100773

Lázaro López Albert Martin

[email protected]

A18204075

DOCENTE ASESOR: Mario Rafael cárdenas robles JEFE ACADÉMICO:

TRABAJO MONOGRÁFICO TEÓRICO-PRÁCTICO PARA OPTAR CERTIFICACIÓN DEL PROYECTO DE MECATRÓNICA INDUSTRIAL LIMA - PERÚ 2021 - I

DEDICATORIA A nuestros maestros, por su paciencia, bondad y generosidad, por iluminar nuestra senda con la luz del conocimiento, por enseñarnos a ser útiles a los demás. A mis compañeros por la alegría compartida, por su espíritu de solidaridad, por animarnos constantemente hacia la culminación de nuestra carrera. A nuestras familias por creer en nosotros y apoyarnos en nuestro crecimiento profesional y personal.

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AGRADECIMIENTO A Dios. A todas las personas que contribuyeron en el desarrollo de este proyecto. Al profesor Mario Rafael. A las personas que en conjunto forman IDAT, por brindarnos la oportunidad de adquirir conocimientos y formarnos profesionalmente.

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RESUMEN La investigación tuvo por objetivo definir, diseñar, programar y dimensionar un robot monitoreado para poder recolectar basura acumulada en algunas partes del territorio marítimo. Para ello se elaboró una guía de observación que permitió reconocer algunas problemáticas en las municipalidades distritales y también en los gobiernos regionales. Además, se hizo un análisis de documentos, para obtener sus características para del robot recolector. El diseño del robot está constituido en el uso de un motor eléctrico de corriente continua, un sistema de reducción de velocidad, el monitoreo se realiza mediante un módulo ESP826. El programa se realiza en un controlador lógico programable con lo cual se recibe señales de entrada y salida. La estructura está conformada por el material tubos pvc lo cual ayuda a flotar al sumergirse al agua. El robot recolectara una capacidad de 30 a 40kg por cada pasada o cada vuelta. El módulo Wifi ayudara para el monitoreo con un joystick con una cierta distancia de 30 a 50 metros.

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ABSTRACT

The objective of the research was to define, design, program and size a monitored robot to be able to collect accumulated garbage in some parts of the maritime territory. For this, an observation guide was developed that allowed us to recognize some problems in the district municipalities and also in the regional governments. In addition, an analysis of documents was made to obtain their characteristics for the collecting robot. The design of the robot is constituted in the use of a direct current electric motor, a speed reduction system; the monitoring is carried out by means of an ESP826 module. The program is carried out in a programmable logic controller with which input and output signals are received. The structure is made of PVC tubes material which helps to float when submerged in water. The robot will collect a capacity of 30 to 40kg for each pass or each turn. The Wifi module will help for monitoring with a joystick with a certain distance of 30 to 50 meters.

INDICE DE FIGURAS 4

Figura 2.1 Inca robot.............................................................................................................13 Figura 2.2 Robot IRBin.........................................................................................................14 Figura 2.3 camión recolector.................................................................................................15 Figura 2.4 WasteShark (tiburón de basuras).....................................................................15 Figura 2.5 Robot Dustcart....................................................................................................16 Figura 2.6 Robot Roary.........................................................................................................17 Figura 3.1 LOGO! Soft confort V8.0....................................................................................21 Figura 3.3 Módulo Wifi ESP8266-12e.................................................................................23 Figura 3.5 Puente H L293.....................................................................................................24 Figura 3.6 robot con cámara.................................................................................................26 Figura 3.7 hélice.....................................................................................................................26

1.

INDICE DE CAPITULOS CAPITULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.............................................1 5

2.

1.2.

Planteamiento del problema........................................................................................1

1.3.

JUSTIFICACION DE ESTUDIO...............................................................................1

1.4.

OBJETIVOS................................................................................................................2

1.4.1.

Objetivo General..................................................................................................2

1.4.2.

Objetivos Específicos...........................................................................................2

1.5.

ALCANCE DEL ESTUDIO.......................................................................................3

1.6.

PLANIFICACION DE TIEMPO Y ACTIVIDADES DEL PROYECTO..................3

CAPITULO 2: TECNOLOGIAS A UTILIZAR............................................................3 2.1.

3.

MARCO TEORICO....................................................................................................3

2.1.1.

Antecedentes del problema..................................................................................4

2.1.2.

Normativa y Reglamentación Internacional.........................................................9

CAPITULO 3: SOLUCION TECNOLOGICA...........................................................12 3.1.

PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES.................................................................12

3.1.1.

Soluciones alternativas.......................................................................................12

3.1.2.

Solución elegida y justificación.........................................................................16

3.1.3.

Ventajas comparativas........................................................................................16

3.2.

TECNICAS DE INVESTIGACION.........................................................................17

3.2.1. 4.

Investigación documental...................................................................................17

CAPITULO 4: DESARROLLO TECNOLOGICO....................................................18 4.1.

DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO.......................................................18

4.1.1.

Diagrama de bloques del proyecto.....................................................................18

4.1.2.

Especificaciones técnicas...................................................................................19

4.2.

SISTEMA ELECTRICO...........................................................................................19

4.2.1.

Diagrama eléctrico.............................................................................................19

4.2.2.

Suministro de alimentación................................................................................19

4.2.3.

Circuito de potencia...........................................................................................19

4.2.4.

Circuito de control..............................................................................................19

4.3.

SISTEMA ELECTRONICO.....................................................................................19

4.3.1.

Fuente de alimentación......................................................................................19

4.3.2.

Circuito de control..............................................................................................20

4.4.

SISTEMA DE SOFTWARE......................................................................................21

4.4.1.

Diagrama de bloques..........................................................................................21

4.4.2.

Librerías usadas..................................................................................................21 6

4.4.3. 4.5.

Firmware y Software..........................................................................................21

ANALISIS DE COSTOS..........................................................................................21

4.5.1.

Costo de estructura.............................................................................................21

4.5.2.

Costo de consumibles.........................................................................................21

4.5.3.

Costo de equipamiento.......................................................................................21

4.5.4.

Costo de mano de obra.......................................................................................21

4.5.5.

Costo de venta....................................................................................................21

6.1.

OPERACIÓN............................................................................................................21

6.1.1.

Consideración de la seguridad para la operación...............................................21

6.1.2.

Guía o manual de puesta en marcha...................................................................21

6.1.3.

Plan de pruebas funcionales...............................................................................21

6.1.4.

Tabla de resultados.............................................................................................21

6.2.

PROCESO DE MANTENIMIENTO........................................................................21

6.2.1.

Programación de mantenimiento........................................................................21

6.2.2.

Desensamblaje del equipo..................................................................................21

6.2.3.

Limpieza externa e interna.................................................................................21

6.2.4.

Causas de fallos (causas externas e internas).....................................................21

6.3.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO.......................................................................21

6.3.1.

Ficha de mantenimiento preventivo...................................................................21

6.3.2.

Diagrama de Gantt de mantenimiento preventivo.............................................21

6.3.3.

Materiales y herramientas utilizados..................................................................21

6.3.4.

Organigrama de actividades...............................................................................22

6.4.

MANTENIMENTO CORRECTIVO........................................................................22

6.4.1.

Diagnóstico de tablas.........................................................................................22

6.4.2.

Tabla de diagnósticos.........................................................................................22

6.4.3.

Materiales y herramientas utilizados..................................................................22

6.4.4.

Hoja de reporte de mantenimiento correctivo....................................................22

6.5.

FICHAS DE CONTROL Y GESTION.....................................................................22

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1. CAPITULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.1.1. PRESENTACION DEL PROBLEMA 1.2. Planteamiento del problema En las municipalidades distritales que limitan con el territorio marítimo y las que se encargan de la recolección de desechos acumulados en las orillas del mar no existe una conciencia real del manejo, recolección de basuras y del cuidado del medio ambiente, se puede determinar que un gran porcentaje de acumulación de basuras es causada por las mismas personas y visitantes que consumen alimentos suelen arrojar o dejar los empaques en los lugares no correspondidos y esta acción hace más tedioso a los trabajadores de limpieza municipal por la causa de las olas generadas por la corriente marítimo. Las posibles causas que llevan a esta situación, es la falta de sentido de pertenencia a la comunidad, el desconocimiento del manejo de los residuos sólidos, no hay conciencia del daño ambiental que causan las basuras y la importancia de su clasificación disminuir la contaminación. 1.3. JUSTIFICACION DE ESTUDIO Nuestro grupo de trabajo ha percibido desde una óptica y el gusto por la robótica proponer una alternativa de solución autóctona a una problemática que sobresale en la ciudad de Lima la cual hace referencia a la acumulación de basuras que se generan dentro de la localidad y la falta de sensibilización frente al tratamiento adecuado de las basuras específicamente las etapas iniciales del proceso de recolección por medio de un robot recolector de basura en general con lo cual pretender la primera etapa de reciclaje la cual comprende la separación de residuos sólidos.

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El tratamiento que se les da a las basuras en la mayoría de los casos es inadecuado en la ciudad de Lima como en algunas regiones mas no existe la concientización por parte de las personas que radican en la ciudad, nuestro proyecto se enfocaría en ayudar al proceso de recolección de basura y la clasificación de algunos residuos . El impacto que tendría el desarrollo de este robot en el entorno es de favorecer el proceso de reciclaje y la limpieza del territorio marítimo de la ciudad de lima, como también enriqueciendo el desarrollo del turismo y reduciendo la contaminación ambiental. 1.4. OBJETIVOS 1.4.1. Objetivo General Diseñar e implementar un robot recolector de basura monitoreado mediante una red inalámbrica que consiste en un programa que desarrolla los movimientos del robot en el agua y generar ingresos de los residuos al interior del robot. 1.4.2. Objetivos Específicos Diseñar y analizar el sistema del robot recolector de residuos en el sector marítimo en la ciudad de lima. Desarrollar una programación en LOGO! Soft Confort V8.0 para la automatización del robot recolector. Diseñar el modelo 3D en AutoCAD 2018 para tener una mejor visualización del robot recolector monitoreado. Diseñar un circuito electrónico en Proteus 8.0 para poder desarrollar el esquemático de la tarjeta de circuitos eléctricos del robot recolector y dar el buen funcionamiento del robot.

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1.5. ALCANCE DEL ESTUDIO ¡El desarrollo del proyecto cuenta con la finalidad de diseñar u robot recolector de basura monitoreado por medio de red wifi, se utilizan actuadores como servomotores y drivers, así como programación en LOGO! Soft V8.0 con el objetivo de programar el robot y así eliminar la contaminación en los distritos de la municipalidad de lima. El robot es relativamente portátil, consta con una medición de (1.50 metros de largo, 1.00 metros de ancho y 50 centímetros de profundidad). Tiene una capacidad de carga aproximadamente de 30 a 40 kg en una sola vuelta, ayudara a lidiar con la basura marina en la ciudad de lima. 1.6. PLANIFICACION DE TIEMPO Y ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Tabla N°1: (plan de trabajo)

2. CAPITULO 2: TECNOLOGIAS A UTILIZAR 2.1. MARCO TEORICO La tecnología abarca todos los ámbitos humanos que puedan existir, ya sea desde lo laboral hasta lo científico, pues la tecnología nos apoya en la vida cotidiana. Si bien este se va desarrollando abruptamente con el paso del tiempo, generando grandes cambios en nuestro 3

entorno sobre todo socialmente pues dependemos de ella a tal grado que, si quitáramos la tecnología de nuestra vida, llegaría a ser como la vida en tiempos primitivos. Gracias a esta herramienta, hemos progresado en cuanto al conocimiento, ya que con ella es más fácil transmitir información. En la actualidad la tecnología se da un valor elevado en la sociedad, de esta manera se explica que la sociedad le da la mayor prioridad a la tecnología debido a que esta favorece a la vida cotidiana. Ahora con la tecnología las cosas se hacen más rápidas, hace que la vida se mueve más y más rápida con el pasar del tiempo, solo nos falta a nosotros adaptarnos. En consecuencia, la tecnología se ha creado varios aparatos con un fin equitativo Como ya lo habíamos mencionado antes, pero hay un ente mecánico programado que es capaz de facilitar el trabajo físico del ser humano y ese es el robot. El robot se describe como "una maquina o ingenio electrónico programable, capaz de realizar operaciones antes recebadas solo a las personas", según el diccionario de la real academia española, los robots asisten a los humanos ya que esto hace que hagan tareas peligrosas o simplemente que al humano no le gusta hacer, estos ayudan a la sociedad. El robot es una gran ayuda para trabajos grandes y pesados. Es importante tener en cuenta que los robots nos acompañaran por muchísimos años más, el avance de la inteligencia artificial y la robótica en todos sus rubros, es importante saber que la contaminación en los distintos mares y lagos es un problema por la falta de educación de las personas que tienen una mala costumbre de dañar nuestra fauna y flora que está dentro de estos ecosistemas, es importante construir nuevas tecnologías que sean eficientes reduciendo la contaminación, que es dañina para los seres vivos del planeta. Es importante que los ingenieros mecatronicos seamos innovadores para crear estas tecnologías que estarán a la altura de una nueva gama de protectores del medio ambiente, el reciclaje es una de las salidas válidas para que los residuos echados en el mar sean utilizables una ves mas. Este no es el compromiso de unos pocos científicos e ingenieros, sino el compromiso de toda una sociedad inmersa en la responsabilidad de cuidar

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el medio ambiente, debemos utilizar todos los recursos de la electrónica, la mecánica y la programación. Las personas pueden caer en el conformismo y la comodidad que da la tecnología, a todos nosotros los consumidores, sin embargo, no debemos dejarnos sorprender por estos cambios en el medio ambiente, sino estar a la vanguardia siguiendo los protocolos que se asignen en cada comunidad. Diversas entidades educativas apostaron en invertir muchos proyectos, basados en recolectar la basura en mares, lagos, ríos y lagu...