Ingeniería Mecatrónica

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Sistema de sensores aplicado para parqueaderos al aire libre
(Universidad EIA, 2025) Urrea Posada, Marco; Restrepo Ospina, David; Restrepo Laverde, José Valentín Antonio
RESUMEN: Este trabajo de grado trata del desarrollo de un sistema para la gestión de estacionamientos al aire libre mediante el uso de sensores. El proyecto se enfoca en resolver las ineficiencias actuales en la asignación y uso de los espacios de estacionamiento, que en ocasiones generan congestión vehicular, largos tiempos de búsqueda y una mala experiencia de usuario. Estos problemas son especialmente visibles en entornos urbanos de alta densidad de gente, donde la movilidad es un desafío constante debido a la limitada disponibilidad de espacio. La necesidad de soluciones que optimicen la gestión de los parqueaderos es cada vez más importante en ciudades que buscan mejorar la eficiencia operativa y su sostenibilidad. El sistema propuesto incluye la implementación de un sensor que se encarga de detectar la presencia de un vehículo en un espacio de estacionamiento, un mecanismo de comunicación para enviar la información a una interfaz de visualización en tiempo real, y la integración de un diseño electrónico robusto y eficiente. La investigación se divide en tres áreas clave: análisis de componentes, selección de materiales y desarrollo de la carcasa del sensor, y diseño y desarrollo de la electrónica del sistema. El sensor estará probado bajo condiciones de laboratorio y en entornos reales controlados para evaluar la viabilidad técnica y económica del sistema. El objetivo principal es desarrollar una solución integral que vaya desde la detección del vehículo hasta la visualización de los datos obtenidos, optimizando así el uso del espacio, reduciendo la congestión y mejorando la experiencia del usuario. Para ello, se contemplan desafíos técnicos como la selección de materiales resistentes a la intemperie y fuerzas, la implementación de tecnologías de comunicación de largo alcance y bajo consumo energético como LoRa, y la creación de circuitos electrónicos eficientes.
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Tarjeta de adquisición de datos especializada en la toma de variables de generadores eólicos y fotovoltaicos
(Universidad EIA, 2024) Ramírez Rocha, Mateo; Montagut Ferizzola, Yeison Javier
RESUMEN: El presente documento busca mostrar los avances de un proceso de diseño e implementación de un dispositivo de adquisición de señales, enfocado en captar las señales provenientes de sistemas generadores de energía solar y/o eólica. La premisa de este trabajo consta de lograr que la herramienta general se encuentre en capacidad de adquirir, registrar, transmitir y visualizar información proveniente de este tipo de variables, convirtiéndose en un dispositivo adaptable a múltiples generadores cuyas dinámicas de monitoreo son diferentes entre sí.
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Robot cartesiano separador de referencias para la industria de empaques flexibles
(Universidad EIA, 2024) Meyer Aycardi, Dario Antonio; Quintero Sepúlveda, Daniel Fernando; Moreno Hincapié, Gustavo Andrés
RESUMEN: El proyecto titulado "Robot cartesiano separador de empaques flexibles por medio de visión artificial" tiene como objetivo desarrollar un sistema automatizado capaz de clasificar y separar empaques flexibles utilizando un robot cartesiano con visión artificial. Este trabajo busca optimizar procesos industriales de manipulación y clasificación, mejorando la eficiencia y reduciendo errores humanos mediante la integración de diferentes sistemas mecánicos, neumáticos, de control y de comunicación. El robot cartesiano consta de un sistema estructural fabricado con perfiles de aluminio que soporta el movimiento en los ejes X e Y mediante motores paso a paso, correas dentadas y poleas. Además, incluye un sistema neumático compuesto por un pistón, electroválvulas, ventosas de vacío y otros elementos, permitiendo manipular los empaques con precisión. La operación del sistema está centralizada en una Raspberry Pi Pico, que controla los motores, las electroválvulas y ejecuta rutinas de posicionamiento mediante finales de carrera. Este controlador interactúa con un programa desarrollado en Visual Studio Code, el cual utiliza visión artificial para identificar y clasificar los empaques según características predefinidas. El proyecto se destaca por su enfoque integral, combinando tecnología de visión artificial, diseño estructural y control neumático en una solución compacta y funcional. El desarrollo implicó el diseño y fabricación de soportes de aluminio mecanizados en CNC, así como la implementación de una comunicación serial para coordinar los sistemas. Este robot representa una contribución significativa a la automatización industrial, ofreciendo un prototipo funcional que puede ser adaptado a diferentes necesidades del sector productivo.
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Sistema de control para un KIT agrivoltaico hidropónico
(Universidad EIA, 2024) García Pérez, Michelle Vanessa; Manrique Espíndola, Tatiana; España Forero, Juan Manuel
RESUMEN: El cambio climático es una de las mayores preocupaciones en el mundo actualmente, lo que ha impulsado la implementación progresiva de energías renovables para contrarrestar sus efectos. Sin embargo, estas fuentes de energía también generan impactos ambientales significativos. Similarmente, la agricultura, vital para la subsistencia humana, contribuye a problemas como la deforestación y la pérdida de biodiversidad. En este trabajo de grado, se propone el diseño e implementación de un sistema de control para un KIT agrivoltaico hidropónico, buscando mitigar los impactos ambientales asociados con la generación de energía y la agricultura. La propuesta se basa en la obtención de información a través del estado del arte en temas como energías renovables y metodologías para cultivos hidropónicos, creando así un diseño ajustado a las necesidades identificadas. El objetivo principal es construir un prototipo que incorpore un sistema de control y monitoreo, facilitando su uso y promoviendo la sostenibilidad en ambos sectores.
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Sistema Autónomo de Bombeo de Aguas Subterráneas Para Pequeñas Redes de Distribución en la Alta Guajira
(Universidad EIA, 2011) Villegas Delgado, Juan Esteban; Gomez Franco, Felipe
Este trabajo presenta el diseño y simulación de un sistema de bombeo de aguas subterráneas para pequeñas redes de distribución en la alta Guajira. Provee un marco teórico muy completo, donde se establecen los modelos y circuitos equivalentes de los elementos del sistema. El objetivo principal de este trabajo es entregar un documento detallado donde se expone el análisis del funcionamiento de todos los componentes del sistema. Se hace énfasis en los requerimientos de una comunidad indígena, analizando las características del entorno de operación. Dichos requerimientos abren las puertas a diferentes alternativas de configuración posibles para cumplirlos. Para esto se lleva un proceso muy cuidadoso donde se establecen los criterios de diseño del sistema, teniendo en cuenta factores de seguridad y porcentajes de eficiencia de los subsistemas. El trabajo incluye una simulación en Matlab/Simulink, donde se integran todos los subsistemas analizados a lo largo del trabajo y se obtiene como resultados gráficos de simulación en un tiempo determinado. Al final se exponen los resultados obtenidos y las soluciones a ciertos problemas que pueden ser implementadas en otro trabajo. El trabajo no solo busca cumplir con los objetivos específicos, sino que entra más a fondo en crear una simulación flexible, donde un usuario pueda trabajar y hacer simulaciones con las librerías creadas por los autores.
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Sistema de retroalimentación en el espacio de trabajo del Robot ABB por medio de tecnologías de visión artificial
(Universidad EIA, 2024) Gomez Urrutia, Andres Jose; Varon Munera, Kevin; Rozo Osorio, David
RESUMEN: El proyecto desarrolla un sistema de retroalimentación para el robot ABB IRB 140 del laboratorio de la Universidad EIA, utilizando tecnologías de visión artificial para mejorar su interacción con el entorno de trabajo. La metodología incluyó la recopilación de información técnica del robot, la selección de la cámara OAK-D y el modelo YOLOv8 por su precisión y velocidad en detección de objetos, y la implementación de algoritmos de deep learning para reconocimiento y seguimiento. Se estableció comunicación entre el sistema de visión y el robot mediante protocolos TCP/IP y OPC, integrando lenguajes Python, MATLAB y RAPID. Las pruebas realizadas mostraron una mejora significativa en la precisión del robot, con errores reducidos a 2.41 cm en el eje X y 1.88 cm en el eje Y tras correcciones, logrando así un sistema eficiente para tareas dinámicas, aunque se recomienda optimizar aún más para aplicaciones de alta precisión.
Acceso abierto
Control mediante estrategias de visión artificial en un sistema robótico con enfoque al sector manufacturero
(Universidad EIA, 2024) Páez Frías, Manuel Alejandro; Manrique Espíndola, Tatiana
RESUMEN: En este trabajo se desarrolla un sistema de control basado en visión artificial para un robot de articulaciones flexibles (FJR), con enfoque en aplicaciones en la industria manufacturera. Ante los retos actuales del sector, como la flexibilidad, la precisión y la integración de nuevas tecnologías, se propone la implementación de estrategias de procesamiento de imágenes y algoritmos de control automático para optimizar los procesos industriales. El proyecto abarca desde la selección del dispositivo de visión adecuado hasta la integración del sistema en entornos MATLAB, Simulink y QUARC. Se diseñaron algoritmos para adquisición, segmentación y análisis de imágenes. Asimismo, se implementan controladores LQR y se evalúan sus desempeños para seguimiento de trayectoria y se evalúa su robustez paramétrica y ante perturbaciones, comparando los resultados obtenidos con cámaras y encoders. Los resultados muestran que, aunque los encoders mantienen una ventaja en estabilidad y precisión, la visión artificial tiene un gran potencial para aplicaciones industriales, destacándose en términos de flexibilidad y adaptabilidad. Se concluye que la integración de estas tecnologías puede transformar procesos manufactureros, aunque es necesario optimizar los tiempos de procesamiento en tiempo real y mejorar la interacción con sistemas industriales.
Acceso abierto
Sistema domótico basado en visión artificial para personas con discapacidad auditiva
(Universidad EIA, 2024) Martinez Palacio, Enrique Alfredo; Escobar Naranjo, Juan Jose; Moreno Hincapié, Gustavo Andrés
RESUMEN: En el presente proyecto se desarrolló un sistema domótico basado en visión artificial, enfocado en personas con discapacidad auditiva en Colombia. En este, se parte de la problemática de la falta de dispositivos accesibles para esta población, quienes enfrentan dificultades a la hora de interactuar con sistemas convencionales, diseñados para personas oyentes. Este proyecto se estructuró en cuatro objetivos basados en la metodología del diseño de Dieter y Schmidt, los cuales marcaron cuatro etapas principales dentro del desarrollo de este: definición de los elementos para el sistema y las señas de comando, la implementación de un algoritmo de visión artificial para clasificación de señas, la construcción de un sistema domótico a escala, y la verificación de su funcionamiento mediante pruebas de usuario. Cada uno de estos objetivos tuvo una etapa previa en la que se estudió, diseñó y preparó cada uno de los pasos a seguir para la consecución de dicho objetivo. A través de este enfoque se construyó finalmente un sistema que permite mejorar la accesibilidad, seguridad e independencia de las personas con discapacidad auditiva, brindándoles una herramienta que les permita interactuar en su propia lengua con un dispositivo domótico. Este sistema emplea inteligencia artificial para el reconocimiento de señas, formando comandos específicos mediante la combinación de estas en una frase final, permitiendo la automatización de tareas como el control de la iluminación o la apertura y cierre de persianas, además de la notificación al usuario acerca de situaciones de fuego, humo, gases o presencia de personas en la puerta del hogar. El sistema finalmente implementado demostró ser funcional y efectivo para las necesidades de las personas con discapacidad auditiva, generando un gran impacto en los usuarios con los que se realizaron las pruebas de usuario, pudiendo decir así que el proyecto concluyó con gran éxito.
Acceso abierto
Diseño de un parqueadero rotativo vertical de 8 puestos para vehiculos de hasta 3 toneladas
(Universidad EIA, 2024) López Villegas, Felipe; Hincapié Baena, Daniel
RESUMEN: En este documento se presenta el desarrollo del sistema estructural, el sistema de transmisión de potencia y la selección de componentes, y una propuesta de sistema de automatización y control para un parqueadero rotativo vertical de 8 puestos con una capacidad máxima de 3 toneladas por vehículo. Se emplea una metodología exploratoria en donde se sigue el método de diseño en ingeniería desarrollado por George Dieter y Linda Schmidt en su libro “Engineering Design”, además, se emplean los software de Autodesk Fusion y Autodesk Inventor para el modelado tridimensional de las piezas y para la resolución de los estudios de esfuerzo mecánico, así mismo, se emplea el software TIA Selection Tool para la evaluación del nivel de prestaciones para las funciones de seguridad establecidas en los dispositivos pertenecientes al sistema de seguridad. Los resultados demuestran la forma en que se distribuyen las tensiones a través de las piezas, señalando las zonas más propensas al fallo, también proporcionan los valores para la deflexión de los elementos y el factor de seguridad de acuerdo al material de las piezas, verificando así la idoneidad del sistema para soportar los esfuerzos generados durante el funcionamiento en los rangos previstos. Además, la elaboración del protocolo de seguridad se realiza siguiendo la norma ISO 13849-1, en donde se establece y evalúa una función de parada de emergencia redundante accionada por una barrera fotoeléctrica de seguridad. Esta aproximación de diseño genera un precedente en la manera en que se constituyen este tipo de máquinas ya que los modelos comerciales se limitan a 2500 kg, abriendo una ventana a una posible nueva gama de productos que reciban vehículos de mayores dimensiones y peso.
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Manipulador robótico de materiales radioactivos en pozos petroleros
(Universidad EIA, 2024) Lasprilla Peña, Paris Mariana; Rozo Osorio, David
RESUMEN: En la industria petrolera, la radiación ionizante se emplea en diversos procesos críticos, lo cual implica riesgos significativos para la salud de los trabajadores que deben manipular materiales radioactivos en entornos operativos. Esta exposición directa a la radiación durante la ejecución de tareas plantea la necesidad de un sistema que permita mitigar dichos riesgos y proteger la salud de los empleados. Para abordar este problema, el presente trabajo de grado desarrolla un dispositivo mecatrónico destinado a la manipulación segura de materiales radioactivos en la industria petrolera. La metodología empleada se estructuró en varias etapas fundamentales. En primer lugar, se realizó una investigación exhaustiva para comprender las características y necesidades específicas del entorno operativo petrolero, identificando los desafíos y riesgos asociados al manejo de fuentes radioactivas. Posteriormente, se llevó a cabo la concepción y diseño de un prototipo que integra funcionalidades claves de manipulación a distancia. Este desarrollo fue acompañado de la implementación de un sistema de control preciso, que permite operar el dispositivo remotamente y alejar así al operario de la zona de radiación. Finalmente, el dispositivo fue evaluado mediante pruebas en entornos controlados, lo cual permitió verificar su eficacia y plantear ajustes de diseño y control con base en los resultados obtenidos. Los resultados de este trabajo de grado permiten concluir que el dispositivo mecatrónico propuesto es capaz de realizar funciones de manipulación y transporte a distancia de materiales radioactivos, acercándose a las condiciones y requerimientos de un entorno real. El prototipo físico desarrollado y las evaluaciones teóricas realizadas permitieron identificar mejoras necesarias para futuras versiones, con el objetivo de alcanzar un dispositivo plenamente funcional en el contexto industrial. Este trabajo proporciona una base para la continuación del proyecto, abarcando tanto una validación experimental inicial como una serie de consideraciones teóricas y operativas esenciales para su eventual implementación en la industria.
Acceso abierto
Sistema mecatrónico para la identificación, trazabilidad y conteo de bovinos en ganadería de ceba por pastoreo
(Universidad EIA, 2024) Rojas Gallego, Juan Pablo; Sánchez Moreno, Miguel; Restrepo Laverde, José Valentín Antonio
RESUMEN: El trabajo aborda el diseño, implementación y validación de un sistema mecatrónico para la identificación, trazabilidad y conteo de bovinos en sistemas de ganadería por pastoreo rotacional. Este sistema se propone como una solución tecnológica para optimizar la gestión del ganado, mejorar la eficiencia operativa y garantizar la sostenibilidad de la producción ganadera. A lo largo del proyecto, se analizaron las necesidades del mercado, las condiciones ambientales y las tecnologías disponibles, seleccionando LoRa como protocolo de comunicación por su bajo consumo energético y alcance a largas distancias. El sistema incluye nodos para monitoreo individual, un gateway central para transmisión de datos y un servidor que consolida y procesa la información para ofrecer visualizaciones en tiempo real. Las pruebas experimentales validaron la funcionalidad del prototipo en escenarios controlados y reales, mostrando resultados prometedores en términos de consumo energético, durabilidad y adaptabilidad. El proyecto también incluye un plan de negocio detallado que considera modelos de comercialización, estrategias de distribución y análisis del entorno competitivo, identificando un mercado potencial en el sector ganadero colombiano. Se destacaron las ventajas del sistema frente a métodos tradicionales, como la reducción de errores en el conteo, la centralización de datos y el cumplimiento de normativas de trazabilidad. Además, se identificaron oportunidades para extender su aplicación a mercados internacionales, con un enfoque en sostenibilidad y eficiencia. En términos financieros, se evaluaron los costos de producción y operación, junto con proyecciones de ventas que respaldan la viabilidad económica del proyecto. Este trabajo no solo demuestra la posibilidad de tecnificar la ganadería, sino que también establece una base para futuras innovaciones tecnológicas en el sector agropecuario.
Acceso abierto
Dispositivo vestible para el monitoreo de variables fisiológicas
(Universidad EIA, 2024) Alzate Aristizábal, Julián; León Tibaquirá, Oscar Iván; Torres Villa, Róbinson Alberto
RESUMEN: Las enfermedades cardiovasculares han sido prevalentes en los últimos años, causando un considerable número de muertes y enfermedades asociadas debido a la falta de tratamiento oportuno e identificación temprana. La fibrilación auricular, es una de las enfermedades cardiovasculares más frecuentes y letales, que puede llevar a complicaciones como derrames cerebrales, coágulos sanguíneos e insuficiencia cardiaca. Esta enfermedad a veces es asintomática o su manifestación es irregular, dificultando su identificación oportuna y el seguimiento constante del estado del paciente. En este contexto, este trabajo de grado propone el desarrollo de un prototipo de dispositivo vestible que tiene como objetivo el monitoreo y análisis de variables fisiológicas, específicamente de las señales de electrocardiografía y fotopletismografía, con la meta de mejorar la detección temprana de enfermedades cardiovasculares, especialmente la fibrilación auricular de manera no invasiva. La metodología incluyó búsquedas de información para definir una estructura de medición adecuada de variables fisiológicas, evaluando diferentes configuraciones de electrodos y técnicas de procesamiento de señales para garantizar la calidad y precisión de los datos obtenidos. Además, se implementaron pruebas experimentales utilizando un simulador de paciente en conjunto un prototipo para una prueba de concepto funcional en un entorno controlado para validar la eficacia del dispositivo. Los resultados obtenidos demostraron la capacidad del sistema para identificar patrones asociados a la fibrilación auricular con alta precisión, validando su utilidad como herramienta no invasiva para la detección temprana y el monitoreo continuo de esta patología.
Acceso abierto
Navegación autónoma en entornos dinámicos mediante SLAM
(Universidad EIA, 2024) Jaramillo Gaviria, Diego Alejandro; Aristizábal Gómez, Luis Miguel
RESUMEN: La investigación aborda el problema de la navegación autónoma en entornos industriales dinámicos, donde los robots móviles enfrentan dificultades para adaptarse a cambios inesperados en el entorno y evitar colisiones, lo que compromete la seguridad y la eficiencia operativa. Aunque los sistemas de navegación tradicionales utilizan sensores como LiDAR y cámaras, su capacidad para adaptarse a entornos cambiantes es limitada. Este trabajo explora la implementación de un sistema que integra sensores avanzados y algoritmos de SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) para mejorar la percepción del entorno y la navegación autónoma. Para abordar este problema, se desarrolló una plataforma robótica basada en un carro con dirección tipo Ackermann equipado con un sensor LiDAR RPLIDAR A1M8 y una cámara de profundidad Intel RealSense D435i. La integración se llevó a cabo utilizando ROS2, que permitió la gestión y sincronización de sensores y actuadores. Se implementó el algoritmo SLAM Toolbox en modo asíncrono para la localización y mapeo en tiempo real. Adicionalmente, se desarrollaron algoritmos de detección y seguimiento de obstáculos mediante clusterización de nubes de puntos y técnicas de filtrado. Para la planificación de rutas, se utilizó el algoritmo A* y se integró con un controlador Pure Pursuit y PID para el seguimiento preciso de la trayectoria. Los hallazgos principales demostraron que la integración de sensores LiDAR y cámaras de profundidad permite al robot detectar y evitar obstáculos dinámicos de manera eficiente, mejorando la capacidad de adaptarse a cambios en el entorno. El sistema logró actualizar el mapa en tiempo real, replantear rutas y mantener la estabilidad y precisión en la navegación, incluso en escenarios impredecibles. Las pruebas realizadas en un entorno controlado confirmaron la efectividad del sistema para evitar colisiones y adaptarse a obstáculos nuevos, superando las limitaciones de enfoques basados en SLAM básico. Esta solución proporciona un avance significativo en la seguridad y eficiencia de la navegación autónoma, sentando bases para aplicaciones futuras en entornos industriales y de servicios.
Acceso abierto
Diseño de sistema de detección de minas antipersonales por medio de robótica móvil
(Universidad EIA, 2024) Lagos Márquez, Maria Alejandra; Pamplona Giraldo, Deiby Alexis; Rozo Osorio, David
RESUMEN: Colombia enfrenta las secuelas de un conflicto de más de 50 años, donde grupos armados han empleado minas antipersonales, afectando no solo a las fuerzas de defensa, sino también a comunidades, especialmente a la población campesina. A pesar de los esfuerzos de desminado humanitario, la eliminación total de estas minas sigue siendo un desafío para las instituciones. En este trabajo se encontrará el proceso de investigación, diseño y desarrollo de un dispositivo de detección de minas antipersonales. Aplicando conocimientos de ramas de la mecatrónica en electrónica, sistemas de control y robótica.
Acceso abierto
Implementación de la robótica en procesos de conformado de laminas
(Universidad EIA, 2024) Ochoa Cañas, Sebastián; Ortiz Camacho, Manuel Jose; Wilches Peñas, Luis Vicente
RESUMEN: Este proyecto tiene como objetivo evaluar las capacidades del robot ABB IRB140 de la Universidad EIA para implementar procesos de conformado incremental de láminas metálicas (ISF). Este método, desarrollado en las últimas décadas, surge en la industria como una alternativa a los procesos tradicionales que requieren troqueles costosos y generan considerables pérdidas de material. La metodología empleada incluyó el diseño de un sistema de sujeción adaptable, la fabricación de herramientas especializadas y la programación de trayectorias utilizando el lenguaje RAPID y el software RobotStudio. Adicionalmente, se desarrolló un algoritmo en Python para generar trayectorias progresivas, ajustando parámetros clave como velocidad, ángulo de pared y profundidad. Los resultados preliminares demostraron que el robot puede ejecutar procesos de ISF con precisión y control, validando su uso en aplicaciones de manufactura avanzada. Se limitó su área de trabajo para establecer parámetros de seguridad en un entorno académico, con el fin de ser adaptable a futuras investigaciones. Este trabajo contribuye al desarrollo de soluciones de manufactura avanzada en contextos académicos, estableciendo un sistema base que puede ser utilizado para optimizar procesos de materiales y evaluar el desempeño del robot en aplicaciones más complejas. Palabras clave: Robótica industrial, conformado incremental, manufactura avanzada, ABB IRB140, límite elástico, deformación plástica
Acceso abierto
Implementación del middleware ROS2 como sistema de operación del robot SCARA de la Universidad EIA
(Universidad EIA, 2024) Oliveros Morales, Carlos Alberto; Rozo Osorio, David
RESUMEN: El presente proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de operación basado en ROS2 (Robot Operating System 2) para el robot SCARA de la universidad EIA, con el cual se busca implementar una interfaz que permita a estudiantes y maestros operar dicho robot utilizando lenguajes de programación de alto nivel, como lo es Python. Se incluye la investigación y experimentación con tecnologías basadas en ROS2, con el fin de alcanzar una interfaz que permita al usuario operar al robot de forma amigable, es decir, que le permita posicionar al robot según parámetros específicos. Los resultados muestran una interfaz capaz de controlar la cinemática inversa y directa del robot, a partir de parámetros ingresados por el usuario.
Acceso abierto
Huerto inteligente de tomates para entornos cerrados que aporte a una conciencia ambiental.
(Universidad EIA) Baez Vargas, Diego Andrés; Cock Ramírez, Jorge Andrés
RESUMEN: La creciente urbanización y la falta de espacio adecuado para la agricultura han planteado desafíos significativos en la producción de alimentos frescos y saludables en las ciudades. Este contexto resalta la necesidad de alternativas sostenibles que permitan cultivar productos agrícolas en entornos cerrados. En este sentido, el presente trabajo de grado tiene como objetivo diseñar, desarrollar e implementar un huerto inteligente para el cultivo de tomates cherry en espacios urbanos, con el fin de promover la conciencia ambiental y la autosuficiencia alimentaria. El planteamiento del problema radica en la dificultad de acceder a alimentos frescos en zonas urbanas y la limitada conciencia sobre la producción de alimentos. El estudio se enfoca en cómo un sistema automatizado puede optimizar el crecimiento de los tomates cherry, garantizando al mismo tiempo la calidad y la seguridad alimentaria. Para abordar esta problemática, se propone un dispositivo que facilite el monitoreo y control de las condiciones de cultivo, permitiendo a los usuarios gestionar su huerto de manera remota. La metodología empleada incluye la investigación sobre tecnologías emergentes y el diseño de un prototipo de huerto inteligente. Se llevó a cabo un análisis de los requisitos necesarios para el funcionamiento del sistema, seguido de la selección de sensores adecuados para el monitoreo de factores ambientales, como la temperatura, la humedad y la luz. Además, se el desarrollo del software de gestión permite a los usuarios interactuar con el sistema, recibir información en tiempo real y tomar decisiones informadas sobre el cuidado de sus plantas. Los resultados obtenidos durante la implementación del prototipo demostraron que es posible crear un ambiente controlado que favorezca el crecimiento óptimo de los tomates cherry. Se evidenció una mejora en el rendimiento de las plantas, gracias a la automatización y al monitoreo constante de las condiciones ambientales. El sistema no solo proporciona una solución práctica para el cultivo en entornos urbanos, sino que también invita a los usuarios a reflexionar sobre el origen de sus alimentos y la necesidad de adoptar prácticas sostenibles. El desarrollo de un huerto inteligente de tomates en entornos cerrados representa una alternativa viable para enfrentar los retos de la agricultura urbana, mejorando el acceso a alimentos frescos y fomentando una cultura de consumo más consciente y responsable.
Acceso abierto
Desarrollo de un sistema de riego automatizado por goteo integrado con iot: enfoque en la regulación eficiente de humedad para jardines interiores y exteriores
(Universidad EIA, 2024) Ortiz Paladinez, Elian Enrique; Piza Gonzalez, María Camila; Cock Ramírez , Jorge Andrés
RESUMEN: Este proyecto presenta el diseño e implementación de un sistema de riego automatizado utilizando control difuso (fuzzy control) para optimizar el consumo de agua en plantas ornamentales tanto en ambientes exteriores como interiores. La arquitectura del sistema incluye sensores de humedad y temperatura, un controlador ESP32 para la gestión de datos y una Raspberry Pi que actúa como servidor y centraliza la configuración del sistema a través de una interfaz gráfica accesible al usuario. Para el control del riego, se compararon dos enfoques: un sistema tradicional ON/OFF y un sistema fuzzy control, este último ajustando la apertura de las válvulas mediante modulación PWM (ancho de pulso), lo que permite un control gradual del riego en función de las condiciones ambientales. Durante dos semanas de pruebas, se monitorizó el comportamiento del sistema en ambas configuraciones, evidenciando que el fuzzy control logró mantener la humedad del suelo dentro de los rangos establecidos con mayor estabilidad, adaptándose eficientemente a variaciones de temperatura y a eventos de lluvia en el ambiente exterior. Los resultados muestran que el consumo de agua en cinco días se redujo en un 55% en el exterior y en un 48% en el interior al emplear el fuzzy control en lugar del sistema ON/OFF. Esto confirma que el fuzzy control, al regular el riego según las necesidades precisas de humedad del suelo, optimiza el uso del agua, haciendo el sistema ideal para aplicaciones en las que la eficiencia hídrica es prioritaria. Este proyecto no solo demuestra la viabilidad de los sistemas de control inteligente en riego automatizado, sino que también subraya la importancia de un manejo eficiente de recursos en un contexto donde la sostenibilidad es cada vez más relevante. La metodología propuesta ofrece una solución adaptable y precisa, que responde a las variaciones ambientales y garantiza un ahorro de agua considerable, posicionándose como una herramienta útil para la agricultura y jardinería en ambientes controlados.
Acceso abierto
Asistencia para la gestión sostenible de la energía a través de medición inteligente
(Universidad EIA, 2024) Cano Agudelo, Maria Camila; Hoyos Handan, Jessuar David; Hoyos Velásquez, Santiago Horacio
RESUMEN: En pleno siglo XXI, en medio de la búsqueda de nuevas fuentes de generación de energía y de mejorar los sistemas eléctricos actuales, la mayoría de usuarios no cuentan con acceso a dispositivos que les permita comunicarse bidireccionalmente con el proveedor del servicio eléctrico y controlar sus consumos de forma eficiente y automatizada. Desde esta perspectiva, la tendencia de digitalización de la energía, la cual surge como uno de los elementos clave para lograr la transición energética y, además, implementar sensores, dispositivos inteligentes y aplicaciones de software para procesar datos en tiempo real, es una gran alternativa para garantizar mayor confiabilidad y participación de los usuarios en la gestión de la energía que consumen. En este contexto, el presente proyecto tuvo por objetivo desarrollar un medidor que registra las variables relacionadas con el consumo de energía en un tomacorriente doméstico y muestra esta información, junto a otras tendencias y pronósticos, en una aplicación web, por medio de la cual, también se pueda tener un control automático del consumo basado en límites definidos según las preferencias, necesidades e intereses del usuario. En este documento se presenta el desarrollo y resultados de las diferentes etapas de este proyecto, el cual busca asistir o ayudar a los usuarios para que hagan una gestión eficiente y consciente de su consumo energético, alineándose con las tendencias actuales de digitalización y sostenibilidad en el sector energético. Todo esto basándose en una investigación de tipo exploratoria y aplicada, en el que se implementan conocimientos de mecatrónica y de sistemas para medir y observar variables relacionadas. Al final de este trabajo, es posible observar el análisis de los diferentes elementos que implicaron el desarrollo a nivel de laboratorio del dispositivo de medición. Además, se demuestra el cumplimiento de los requerimientos funcionales y presentación de datos de forma satisfactoria, junto a algunas oportunidades de mejora para futuros trabajos o el desarrollo de este tipo de dispositivos a escala para la comercialización.
Sólo datos
Sistema de medición de carga generados en un proceso de esmerilado controlado aplicado a rieles ferroviarios
(Universidad EIA, 2024) Galindez Andrade, Andres Santiago; Wilches Peña, Luis Vicente; Jaramillo Carvalho, Jaime Alberto
RESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de medición de carga generada durante el proceso de esmerilado controlado de rieles ferroviarios. El objetivo principal es optimizar el mantenimiento y prolongar la vida útil de las vías, capturando las cargas dinámicas generadas durante el esmerilado. Se rediseñó el sistema original para mejorar tanto la precisión como la durabilidad, integrando mejoras significativas en la parte mecánica y electrónica, incluyendo el uso de celdas de carga y el microcontrolador ESP32. Los resultados muestran una mejora significativa en la capacidad de capturar las variaciones de carga, lo que permite un análisis más profundo de los efectos del esmerilado sobre los rieles.