Diseño de un sistema autónomo inteligente selector de frutas usando dsPIC

Abstract

El propósito de esta tesis es diseñar un sistema autónomo inteligente, basado en una máquina expendedora de jugos de fruta de modo que el consumo sea al instante, es decir, se desea diseñar un sistema que va a trabajar con 5 tipos de frutas y un líquido tratado para la combinación del jugo, de tal forma, que se pueden hacer jugos hasta de un solo tipo de fruta, ello dependerá de la selección deseada; nuestro sistema es netamente autónomo, porque el uso comienza con el ingreso de unas monedas, precio del jugo deseado, luego la selección del jugo de frutas que se quiere, para que el sistema comience a trabajar seleccionando las frutas deseadas y luego verterlos en la licuadora para la preparación del jugo, posteriormente servirse en un vaso y todo esto automáticamente sin la intervención humana. Cabe mencionar que nuestro sistema trabaja con las frutas peladas y picadas, estos se colocarán en distintos recipientes similares y acomodados de tal manera que puedan trabajar en conjunto.

Este sistema será controlado con un microcontrolador, un dsPIC de microchip, el control será netamente digital. Como entradas digitales tendremos pulsadores, interruptores, sensores capacitivos, bits o líneas de un selector de monedas para dar inicio al trabajo del sistema. En cuanto a las salidas digitales tendremos bits y pulsos para dar dirección y giro a los motores paso a paso, bit para activar la válvula solenoide, bit para activar la licuadora, bit para activar la alarma en caso de fallas, etc. En el primer capítulo tenemos la parte introductoria donde se mostrará lo antecedentes del sistema, el planteamiento de problema a resolver, la justificación los objetivos a alcanzar con el desarrollo de esta tesis, el alcance y las restricciones del sistema. 1. En el segundo capítulo tenemos el diseño de la parte mecánica, donde se muestra el diseño completo del sistema mecánico con todas sus partes como: los recipientes para las frutas y el líquido, el soporte para los recipientes, el soporte para el mecanismo de corte, los mecanismos de acción y corte de frutas para el llenado de estas a la licuadora, el soporte de giro de la licuadora para verter el jugo y el mecanismo de separación y posicionado de vasos para el servido del jugo. También se muestra algunos cálculos para determinar los volúmenes de los recipientes, cálculos para seleccionar los motores paso a paso tanto para el mecanismo de acción y corte de las frutas como para el soporte de giro de la licuadora, además seleccionaremos el material a utilizar en los diseños, debido a que se trabaja con un producto alimenticio.

En el tercer capítulo tenemos el diseño electrónico, donde se muestra el diseño del hardware del controlador del sistema cuyo cerebro es un dsPIC de microchip, que va desde el circuito del oscilador, la fuente de poder, las entradas digitales, las salidas digitales, los acondicionadores de señal tanto para los sensores como para los actuadores, hasta el circuito de potencia para el control electrónico de los motores paso a paso. La mayoría los circuitos se han dibujado y simulado en el programa Proteus y algunos en el Eagle.

En el cuarto capítulo tenemos el diseño del sistema de control, donde se muestra todas las señales que tenemos para realizar nuestra lógica de control (entradas y salidas digitales), el diagrama de flujo de la lógica de control que regirá el sistema y luego pasarlo a desarrollar en el software MPLAB IDE de Microchip en el lenguaje C con la explicación de cada línea de programación. También mostramos lo que resulta de nuestro diseño de control del sistema con el funcionamiento normal para el preparado de un jugo y finalmente mostramos un diagrama de tiempos del sistema para resumir nuestro diseño de control del sistema.

En el quinto capítulo tenemos el estudio económico - financiero, donde se muestra los costos de los componentes, el costo de la manufactura y el costo de la implementación, para mostrar un costo total del sistema implementado, luego se muestra un proyecto para crear una empresa con este sistema donde analizamos los costos fijos, los costos variables, le asignamos un precio de mercado para sacar un punto de equilibrio de las ventas de los jugos que realiza el sistema, por último realizamos un análisis del VAN (Valor Actual Neto), el TIR (Tasa Interna de Retorno y el tR (Tiempo de recuperación) para evaluar si es rentable realizar una empresa con el sistema.

Finalmente se indican las conclusiones presentadas a lo largo del proyecto y algunas recomendaciones acerca de una futura implementación.