View
8
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1/78
2017
UNIVERSIDAD BLAS PASCAL
ONI²ET 2017 21º Olimpiadas Nacionales de Informática, Innovación, Electrónica y
Telecomunicaciones
TITULO: FILEX FILETEADORA Y EXTRUSORA DE PLASTICO
ALUMNOS EXPOSITORES:
FLORES, Matías Alberto
DNI: 41.123.849 6º AÑO ELECTRONICA LLARENA BILLIA, Gianmarco DNI: 41.640.992
6º AÑO ELECTRONICA LOSPICE, Martin Ezequiel
DNI: 41.253.863 6º AÑO ELECTRONICA MARTINELLI, Valentino
DNI: 41.123.763 6º AÑO ELECTRONICA
DOCENTES ORIENTADORES:
Garcia Diego
D.N.I. 35.567.305 Sel Dario
D.N.I.35.323.559 ORUE, Jorge
D.N.I.32.337.890 DOCENTES ACOMPAÑANTES:
VIDAL BARRIA, Karina Paz DNI: 18.844.253
ESCUELA: INDUSTRIAL Nº 6 “X BRIGADA AEREA” PROVINCIA: SANTA CRUZ LOCALIDAD: GUER AIKE CIUDAD: RIO GALLEGOS AÑO: 2017 FECHA DE INICIO: 22/03/2017
DURACION EN SEMANAS: 34 semanas
ESFUERZO EN HORAS: 278 hs
PERSONAS AFECTADAS: 5 PERSONAS AFECTADAS
2/78
2017
INDICE
Contenido Pág.
Objetivo 3
Resumen del proyecto 3
Antecedentes 5
Planes de mecanismo y montaje 6
Alcances 7
Destinatarios 7
Explicación del funcionamiento del sistema 7
Diagrama de bloque principal 8
Diagramas de bloques secundarios 9
Esquemas de circuitos eléctricos 12
Explicación de los circuitos 16
Mediciones tomadas 20
Esquemas de la maqueta 22
Tolva 23
Carrete 24
Extrusora 27
Fileteadora 29
Tabla de costos 32
Balance comparativo 33
Recomendaciones 33
Propuestas 33
Mejoras al trabajo 33
Bibliografía 34
ANEXO 1 Diagramas Fileteadora 35
ANEXO 2 Codificación Fileteadora 46
ANEXO 3 Diagramas Extrusora 51
ANEXO 4 Codificación Extrusora 70
3/78
2017
Objetivos
Situación Problemática
¿Es posible diseñar un prototipo que reutilice botellas plásticas para reducir la contaminación ambiental y al mismo tiempo satisfacer una necesidad?
Objetivo general del proyecto
Construir un prototipo capaz de fabricar filamentos para impresoras 3D a base de botellas plásticas, generando un impacto ambiental positivo y un recorte de gastos de insumos.
Especificaciones técnicas / Resumen
La idea surgió a principios de Abril del 2017 en la ciudad de Rio Gallegos, Santa Cruz; a partir de la necesidad fabricar filamentos de impresoras 3D, aprovechando el auge de la implementación que esta tecnología promueve en la actualidad; y tomando como punto clave al reciclado de botellas plásticas, permitiendo de esta manera minimizar la contaminación que este material genera en nuestro medio ambiente.
Consiste en la realización de un proceso de extrusión plástica, el cual se lleva a cabo en una camisa a elevada temperatura, donde es derretido dicho material y trasladado hacia el extremo de salida (cabezal de camisa) para que posteriormente se enrolle el filamento obtenido.
El prototipo está compuesto principalmente por una fileteadora manual, la cual corta una lonja de las botellas para luego introducirla en el trozador donde se corta en pequeños trozos; una extrusora que transforma la botella reciclada o pellets en un filamento; un porta carrete donde éste se colocará, permitiendo enrollar el filamento obtenido; y un sistema de control mediante PICs (principalmente de temperatura y velocidad).
Temática
Introducción
Los plásticos son materiales que se moldean con facilidad y pueden cambiar su forma a partir de un cierto grado de temperatura y compresión. Este material se emplea para realizar productos variados y otra de sus características es la alta resistencia a la degradación, ya que tardan alrededor de 150 años en degradarse, lo cual lleva a una gran desventaja que es la de la contaminación del medio ambiente.
El reciclaje del mismo es beneficioso debido a que minimiza el impacto en el medio ambiente, se puede reutilizar, y puede aprovecharse para fabricar nuevos productos.
Los distintos tipos de clasificación son:
Tereftalato de polietileno
Polietileno de alta densidad
Policloruro de vinilo
Polietileno de baja densidad
Polipropileno
Poliestireno
Otros (por lo general Policarbonato o ABS)
Por otra parte, la extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con una sección definida y fija. El material
se extrae a través de un troquel de una sección deseada. Las ventajas principales de este proceso son la
habilidad para crear secciones transversales complejas y, además, las piezas finales se forman con una
terminación superficial muy buena. Este puede ser un proceso continuo o semicontinuo y puede realizarse con
materiales fríos o calientes.
A continuación se podrá observar un cuadro con los distintos tipos de plástico mencionados anteriormente:
4/78
2017
Imagen 1 – Clasificación de tipos de plásticos
5/78
2017
Antecedentes Características Ventajas/Desventajas Costo País
La extrusora de filamento Lyman es un dispositivo para la fabricación de filamento de impresora 3D, adecuado para uso en impresoras 3D como el RepRap. Recibe su nombre por su creador Hugh Lyman.
El uso de estiradores de filamento DIY (Do It Yourself) como el Lyman puede reducir significativamente el coste de impresión con las impresoras 3D. Fue diseñada para trabajar con pellets, pero también puede ser utilizado para hacer filamento de otras fuentes de plástico como residuos post-consumo.
Ventajas: Se puede controlar la temperatura.
Desventajas: No tiene fileteadora ni carrete. No posee alertas ni mensajes.
$12000 Estados Unidos
La Filabot es la primera extrusora de escritorio comercial, donde es posible regular la temperatura de extrusión, lo que permite controlar de mejor manera el proceso, siendo la primera máquina con estas características. Presenta muchas mejoras de seguridad y estética. Filabot también ofrece un equipo que transforma residuos de impresión 3D en pellet, además del servicio de molienda de desechos por correo. Los equipos antes mencionados permiten usar los desechos domésticos de impresión 3D, pero advierten de su uso y reciclaje.
Ventajas: Es compacto y de tamaño reducido.
Desventajas: No tiene fileteadora ni carrete. No posee alertas ni mensajes.
USD.2500 Estados Unidos
Esta máquina creada por Marek Senický es capaz de producir filamentos para impresoras 3D moliendo plástico. Según Marek, esta extruye 1 metro por minuto y la tolerancia dimensional del filamento esta dentro de 0,05mm y no tiene burbujas de aire.
Ventajas: Extruye más rápido.
Desventajas: No tiene fileteadora ni carrete. No posee alertas ni mensajes.
$15000 Alemania
Tabla 1 – Prototipos/Dispositivos en comparación a FILEX
6/78
2017
Etapas de desarrollo e investigación
Planes de mecanismos y montaje
1° Etapa: Se realizó la investigación previa al tema de desarrollo del proyecto, y con dicha información se definió que el mismo constará de dos partes, una fileteadora y una extrusora. En base a lo anterior se comenzó a definir el posible funcionamiento y diseño del prototipo, investigando los distintos tipos de materiales disponibles en el mercado para su construcción, lo que marcará la viabilidad del proyecto.
2° Etapa: Superada la etapa anterior, se realizó la selección y posterior compra de los materiales a utilizar, como así también se dio inicio al diseño del prototipo en base a su estructura, al planteo de algoritmos mediante la confección de diagramas modulares y diagramas de flujo, diagramas de bloques principales y secundarios del mismo, evaluación y selección de los circuitos eléctricos y placas de circuito impreso que se utilizarán en el prototipo.
3° Etapa: Una vez definido su diseño físico, como así los circuitos que lo integran, se procedió a realizar la implementación, mediante la construcción y montajes de los mismos, realizando las verificaciones pertinentes a cada módulo individual desarrollado. Por otro lado, se procedió a la codificación del algoritmo que hace al funcionamiento del sistema para microcontrolador PIC basado en el lenguaje Protón, definidos en la etapa anterior.
4° Etapa: Se montó todo el dispositivo completo, verificaciones, mediciones reales y simuladas del funcionamiento del dispositivo, para eliminar problemas o errores de programación, aplicando software específico como Livewire y Proteus. Paralelamente se realizaron las primeras mediciones sobre el montaje elaborado.
5° Etapa: Se realizó el ensamble final y las calibraciones necesarias sobre las velocidades de los motores de carrete, Motorreductor y extrusor. Así mismo, se efectuaron las mediciones finales y las correcciones de la programación.
7/78
2017
Gráfico 1 – Diagrama de Gantt
Alcances
La automatización de este prototipo hace que pueda utilizarse dentro de escuelas, empresas, industrias, entre otros lugares donde se utilicen impresoras 3D para la construcción de distintas piezas, o en plantas recicladoras.
Destinatarios
Se destina el prototipo a personas que utilicen impresoras 3D ya sea para uso comercial o personal.
Ámbito de incumbencia
El prototipo se desarrolla en la ciudad de Río Gallegos, pero puede ser utilizado en cualquier parte del mundo, ya que la impresión 3D se encuentra globalizada, al igual que la concientización por el medio ambiente.
Explicación del funcionamiento del sistema
Previo al encendido de FILEX, se selecciona el proceso que se desea realizar mediante un selector, ya sea de fileteo o extrusión.
Al iniciar el prototipo se mostrará por pantalla el logo del mismo, y luego de unos segundos, la función seleccionada.
Fileteador:
En este modo, el micro controlador perteneciente a la extrusora, recibe los pulsos para permitir los mensajes correspondientes a este funcionamiento por pantalla.
En un principio, el sistema verifica si el recipiente y la lonja se encuentran en posición. Si estas condiciones se cumplen, el sistema queda a la espera, indicando mediante mensaje que el usuario debe activar el fileteo mediante un pulsador. Si estos no se encuentran en la posición adecuada, se dará una alerta sonora y visual correspondiente. Si es llevado a cabo el proceso de fileteo y luego se detecta la falta de alguno de ellos, el sistema detiene el fileteo hasta su reanudación.
Al dar inicio al proceso, se enciende el trozador, el cual corta en trozos la lonja; el cooler, que enfría los trozos cortados evitando que se adhieran al recipiente; y el extrusor.
El fileteo se detendrá si se quita el recipiente de su lugar, si el nivel del mismo es el máximo, o si la lonja se cortó completamente o fuese removida, debiéndose reanudar mediante el pulsador.
Extrusora:
En principio se verifica mediante un sensor que el carrete se encuentre en posición, luego el usuario mediante un pulsador confirma si hay material suficiente para iniciar el proceso, y por ultimo selecciona el diámetro del filamento a fabricar mediante un selector. Si las condiciones se cumplen, se dará inicio al sensado de peso del carrete y de temperatura de la camisa, mostrándose por pantalla en todo momento; y se habilitará inmediatamente la resistencia que calentará la camisa.
Cuando se alcanza la temperatura en la camisa ideal para el proceso, se dará inicio a la extrusión, activando el motor del carrete, y el motorreductor de la camisa.
Cuando el sistema detecte mediante sensores de nivel que el material en la tolva es insuficiente, se dará una alerta al usuario mediante mensaje y sonido para que recargue la misma, evitando que el filamento se corte por falta de material.
El proceso finalizará si:
El peso en el carrete es de 1Kg.
Si el material en la tolva se ha procesado por completo.
Si el filamento deja de salir de la boquilla por un tiempo seguido determinado.
8/78
2017
Si el proceso finaliza por haberse procesado todo el material, se dará una alerta al usuario indicando que no coloque más material en la tolva ya que se producirán cortes en el filamento. La extrusión finalizará unos segundos luego de que se detecte la no continuidad del filamento en la boquilla.
Diagrama de bloques principal
Figura 1 – Diagrama de bloque principal
FILEX: Permite al usuario encender y apagar el prototipo, seleccionar el diámetro del filamento, el inicio de la fileteadora y la velocidad del motor del rodillo mediante interruptores.
Fileteadora: Mecanismo extrusor que extraerá el hilo de la botella mediante una cuchilla, mientras que un alambre caliente lo cortará en trozos, los cuales caen en el recipiente.
Temperatura: Se encarga del control y medición de la temperatura en la zona de calentamiento de la camisa.
Extrusora: Transporta el plástico a lo largo de un cilindro con temperatura mediante el uso de un husillo, y extrusando este material por una boquilla dando así forma al filamento.
Carrete: Enrolla el filamento proveniente del cabezal en un carretel, controlando la continuidad y peso del mismo.
LCD: Se visualiza mediante una pantalla el valor de la temperatura en la camisa, sobre que parte se encuentra el sistema, grosor del filamento, acción a realizar por el usuario, entre otras.
Recipiente: Permite el paso del material a la tolva, siempre y cuando se tenga el nivel de material suficiente.
FILEX
Recipiente
Fileteadora
LCD
Carrete
Temperatura
Extrusora
9/78
2017
Diagramas de bloques secundarios
FILEX:
Figura 2- Diagrama Secundario FILEX
- Habilitación de las partes del prototipo: Enciende o apaga el prototipo, habilita el recipiente con la fileteadora o con la extrusora.
- Selección de grosor: Ajusta la velocidad a la que girará el carretel para variar el grosor del filamento. - PIC1: Controla el modo de extrusión - PIC2: Controla el modo del fileteo - Inicio de la fileteadora: Se presiona cuando la botella ya está en posición para ser procesada. - Inicio de extrusora: Se presiona cuando hay material suficiente en el recipiente.
Fileteadora:
Figura 3- Diagrama secundario de Fileteadora
- Extrusor: Extrae la lonja plástica, producto de la botella antes fileteada. - Cortador: Mediante el uso de un alambre caliente que ira cortando la lonja en pequeños fragmentos. - Cooler1: Enfría los fragmentos plásticos y los retira al recipiente. - Final de Carrera Fileteadora; Informa que la botella ya no puede seguir siendo fileteada.
FILEX Extrusor
Cortador
Cooler1
Final de
Carrera
Fileteadora
10/78
2017
Temperatura:
Figura 4- Diagrama secundario Temperatura
- Sensor de temperatura: Testea constantemente el valor de la temperatura en la camisa para enviar estos datos al PIC.
- Resistencia: Resistencia calentadora colocada en la camisa para calentar la misma y así derretir el material.
Extrusora:
Figura 5- Diagrama secundario de Extrusora
- Driver: Recibe datos del PIC para variar la velocidad del motorreductor. - Motorreductor: Brinda el movimiento giratorio del husillo. - Cooler2: Evita sobrecalentamiento en el motorreductor.
FILEX Resistencia
Sensor de
temperatura
Motorreductor
Driver
Cooler2FILEX
11/78
2017
Carrete:
Figura 6- Diagrama secundario de Carrete
- Motor Carrete: Se encarga de enrollar el filamento proveniente de la extrusora. - Cooler3: Enfría el filamento evitando posibles problemas con el producto final. - Continuidad: Detecta la ausencia del filamento, transcurrida esta situación luego de un tiempo
determinado, detiene el proceso. - Sensor de peso: Tiene dos funciones, detectar la presencia del carrete y enviar a FILEX el dato o señal
correspondiente al peso del material procesado. - Final de Carrera Carrete: Informa si el carrete está colocado correctamente.
Recipiente:
Figura 7- Diagrama secundario de Recipiente
FILEX Motor Carrete
Cooler3
Continuidad
Sensor de
Peso
Final de
Carrera Carrete
FILEX Nivel
Final de carrera
Recipiente
12/78
2017
- Final de Carrera Recipiente: Informa si el recipiente está colocado correctamente. - Nivel: Mide el nivel de material en el recipiente.
Esquemas de circuitos eléctricos
Figura 8 - Esquema eléctrico placa de Micro controladores
Figura 9 - Visualización del montaje superficial placa de Micro controladores
13/78
2017
Figura 10 - Diseño de la placa de Micro controladores
Figura 11 – Circuito driver controlador con L298N
Figura 12 – Esquema de conexión del L298N con el motor del carrete
14/78
2017
Figura 13 – Circuito eléctrico controlador de velocidad del carrete del motor con NE555 y l297
Figura 14 – Visualización del montaje superficial del controlador de velocidad del carrete del motor con NE555 y l297
Figura 15 – Diseño de la placa del controlador de velocidad del carrete del motor con NE555 y L297
15/78
2017
Figura 16 – Esquema de conexión del dimmer con la resistencia tipo zuncho
Figura 17 – Esquema conexión de driver para motor de CC con motorreductor de la camisa.
Figura 18 – Placa y esquema eléctrico del módulo de relé
16/78
2017
Figura 19 – Conexión entre ventilador y relé
Explicación de los circuitos:
NE555 y L297 (Figura 13):
El integrado 555 es el que controla al L297 mediante el envío de pulsos a través del reloj (pin 3), el cual logra que el motor gire a diferentes velocidades para variar la velocidad de rotación, se deberá activar el relé conectado a las dos resistencias variables y dependiendo de cuál sea la que cierre el circuito, girará a mayor o menor revoluciones. También se podrá cambiar el sentido de giro del mismo con el interruptor SW1, mientras que con el SW2 se cambia el giro entre paso o medio paso.
En el circuito del L297, se observa que las salidas de este se conectan a las entradas del L298 y estas controlan la rotación del motor y el manejo del mismo. Los pines 13 y 14 controlan la corriente máxima que pueden circular por las bobinas del motor. En el pin 15 se observa una resistencia variable (RV3), la cual permite variar la corriente de manejo del motor desde 1mA a 2A y logrando controlar cualquier tipo de motor paso a paso. El pin 10 al conectarse a 5V; permite al L298 controlar el motor. El pin 17 controla el giro del motor en sentido horario o anti horario. El pin 19 cambia el tipo de giro del motor entre medio paso o paso completo. El pin 18 controla la velocidad del motor mientras que los pines 11 y 12 se alimentan a una tensión estabilizada de 5V
L298 (Figura 11)
El L298, es capaz de alimentar motores bipolares y entrega un máximo de hasta 2A en su salida. Los 8 diodos conectados a las salidas del integrado protegen al mismo de tensiones inversas de altos valores. El pin 9 se conecta a una tensión estabilizada de 5V mientras que el 4 está conectado a una no estabilizada utilizada para alimentar las bobinas del motor.
ZS-X4B (Figura 17)
Se alimenta con el mismo valor de tensión que la del motor. Su finalidad es poder variar la velocidad de giro del motorreductor de la camisa mediante un potenciómetro, y un circuito integrado que procesa las señales de entrada y salida.
Módulo de relé (Figura 18):
Consta de 8 circuitos iguales como se puede ver en el esquema eléctrico de la figura, el cual está compuesto por un transistor J3Y; dos resistencias (una 115 y otra 102); un optoacoplador PS817C y un diodo 1N4148, todos componentes SMD (montaje superficial).
Cada uno de los circuitos del módulo consta de dos partes, la del optoacoplador y la otra del relé.
17/78
2017
La R1 (102) se coloca en serie con el LED interno del optoacoplador, el cual limita la corriente para que este no sufra daños. El emisor del fototransistor interno del mismo se conecta en serie con la R2 (115), la cual se conecta a la base del transistor del circuito del relé. El colector es conectado a la alimentación. La posición del jumper determina si la tensión de entrada alimenta a ambas partes (posición Jd-Vcc) o solo al optoacoplador (Vcc). El conectar en la posición abarca una mayor seguridad, ya que si existiese un corto en el relé, no se dañaría el optoacoplador. El fin del optoacoplador es aislar eléctricamente ambas partes para evitar que los componentes del circuito del relé se dañen.
En la etapa del relé, cuando es polarizado el estado de los contactos del relé, cambia a Normalmente Abierto (NA). De lo contrario, mantiene su estado Normalmente Cerrado (NC). El transistor cumple la función de polarizar la bobina del relé para que este pueda cambiar el estado de sus contactos. Por último se puede observar un diodo en paralelo a la bobina del relé el cual cumple dos funciones: protege al transistor de los picos de tensión que se generan cuando se alimenta a la bobina del relé, y evita que se produzca el pico de tensión de la bobina absorbiendo la corriente inversa.
Circuito de microcontroladores (Figura 8):
PIC fileteadora (16F877A): Consta de una resistencia de 4,7KΩ que estabiliza y habilita al mismo que está conectada al pin 1 del microcontrolador. La misma está conectada en serie con un pulsador y su función es la de resetear el PIC por si sufre alguna falla el programa. Se puede observar que en los pines 13 y 14 se encuentra conectado el circuito de oscilación externa del mismo, el cual consta de dos capacitores cerámicos de 22pF y un cristal de 20MHz. La función de este es la de establecer la frecuencia de trabajo del PIC. Por otra parte, tiene 4 pines de alimentación, los cuales dos son de 5V (12 y 31) y los restantes de masa (11 y 32). Tiene un total de 40 pines los cuales 33 están disponibles para su uso (todos trabajan con señales digitales y hay 8 que trabajan con analógicas) y ellos son:
o 6 puertos A (pines 2, 3, 4, 5, 6 y 7). o 8 puertos B (pines 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 y 40). o 8 puertos C (pines 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25 y 26). o 8 puertos D (19, 20, 21, 22, 27, 28, 29 y 30). o 3 puertos E (8, 9 y 10).
En la siguiente tabla podrá ver la denominación de cada pin:
Pin
Denominación
Características
Tipo de dato Tipo de señal
Entrada Salida Digital Analógica
1 Estabilización y habilitación --- --- --- ---
2 Habilitación fileteadora * X --- X ---
3 (RI) Inicio de proceso * X --- X ---
4 Recipiente de botella * X --- X ---
5 Sensor nivel máximo * X --- X ---
6 Sensor Lonja X --- X ---
18/78
2017
Pin
Denominación
Características
Tipo de dato Tipo de señal
Entrada Salida Digital Analógica
7 No se usa --- --- --- ---
8 No se usa --- --- --- ---
9 No se usa --- --- --- ---
10 No se usa --- --- --- ---
11 5V --- --- --- ---
12 Masa --- --- --- ---
13 Circuito oscilador --- --- --- ---
14 Circuito oscilador --- --- --- ---
15 Lasers --- X X ---
16 Alambre Trozador --- X X ---
17 Servo --- X X ---
18 Coolers --- X X ---
19 No se usa --- --- --- ---
20 No se usa --- --- --- ---
21 No se usa --- --- --- ---
22 No se usa --- --- --- ---
23 Paso del motor --- X X ---
24 Paso del motor --- X X ---
25 Paso del motor --- X X ---
26 Paso del motor --- X X ---
27 No se usa --- --- --- ---
28 No se usa --- --- --- ---
29 No se usa --- --- --- ---
30 No se usa --- --- --- ---
31 Masa --- --- --- ---
32 5V --- --- --- ---
33 Intercomunicación PICs * --- X X ---
34 Intercomunicación PICs * --- X X ---
35 Intercomunicación PICs * --- X X ---
36 Intercomunicación PICs * --- X X ---
37 Intercomunicación PICs * --- X X ---
38 LaserX1 --- X X ---
19/78
2017
Pin
Denominación
Características
Tipo de dato Tipo de señal
Entrada Salida Digital Analógica
39 LaserX2 --- X X ---
40 LaserX3 --- X X ---
Tabla 2 – Denominación de pines del PIC fileteadora
* Se conecta una resistencia de 10KΩ a masa para darle referencia al PIC (Configuración Pull-Down)
PIC extrusora (18F4550):
Al igual que el PIC anterior, tiene una resistencia de 4,7KΩ estabilizadora y habilitadora en el pin 1, en
serie con un pulsador.
También cuenta con un circuito de oscilación externa en los pines 13 y 14, compuesto por 2
capacitores cerámicos de 22pF y un cristal de 20MHz.
Tiene 4 pines de alimentación, los cuales dos son 5V (12 y 31) y los restantes son masa (11 y 32).
El pin 18 es de USB, pero al no utilizarse se coloca un capacitor electrolítico de 4,7uF a masa.
Consta de 40 pines los cuales 32 están disponibles (todos trabajan con señales digitales y 13 que
pueden trabajar con analógicas) y ellos son:
o 6 puertos A (pines 2, 3, 4, 5, 6 y 7)
o 8 puertos B (pines 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 y 40)
o 7 puertos C (pines 15, 16, 17, 23, 24, 25 y 26)
o 8 puertos D (pines 19, 20, 21, 22, 28, 29 y 30)
o 3 puertos E (pines 8, 9 y 10)
A continuación se observara una tabla con las denominaciones de cada pin:
Pin
Denominación
Características
Tipo de dato Tipo de señal
Entrada Salida Digital Analógica
1 Estabilización y habilitación --- --- --- ---
2 Sensor Temperatura X --- X ---
3 Sensor Peso X --- --- X
4 Habilitación Extrusora X --- X ---
5 Material Suficiente X --- X ---
6 Sensor Grosor X --- --- X
7 Continuidad Filamento X --- X ---
8 Sensor nivel bajo * X --- X ---
9 Sensor nivel medio bajo * X --- X ---
10 Sensor carrete * X --- X ---
11 5V --- --- --- ---
12 Masa --- --- --- ---
13 Circuito oscilador --- --- --- ---
14 Circuito oscilador --- --- --- ---
20/78
2017
Pin
Denominación
Características
Tipo de dato Tipo de señal
Entrada Salida Digital Analógica
15 Intercomunicación PICs * X --- X ---
16 Intercomunicación PICs * X --- X ---
17 Intercomunicación PICs * X --- X --
18 No se usa --- --- --- ---
19 Bus LCD X --- X ---
20 Bus LCD X --- X ---
21 Bus LCD X --- X ---
22 Bus LCD X --- X ---
23 Intercomunicación PICs * X --- X ---
24 Intercomunicación PICs * X --- X ---
25 Lasers Carrete X --- X ---
26 Grosor X --- X ---
27 Bus LCD X --- X ---
28 Bus LCD X --- X ---
29 Bus LCD X --- X ---
30 Bus LCD X --- X ---
31 Masa --- --- --- ---
32 5V --- --- --- ---
33 Enable LCD X --- X ---
34 RS LCD X --- X ---
35 RW LCD X --- X ---
36 Buzzer --- X X ---
37 CS2 LCD X --- X ---
38 CS1 LCD X --- X ---
39 Relé resistencia --- X X ---
40 Motorreductor --- X X ---
Tabla 3 – Denominaciones de pines del PIC extrusora
* Se conecta una resistencia de 10KΩ a masa para que el PIC tenga una referencia (Configuración Pull-Down)
Mediciones tomadas
Las siguientes mediciones se han tomado sobre el cable de nicromo. Las mismas son importantes debido a que es necesario saber con exactitud un rango de corriente y tensión en el cual el mismo cortará o no el plástico para luego regular y fijar permanentemente a la hora del montaje. También es esencial saber a qué valor de corriente el cable puede cortarse debido a la excedida potencia generada (para establecer un límite de protección).
Corriente Tensión Estado del cable
21/78
2017
0.6A 2,4V No corta plástico
0.8A 3,5V No corta plástico
1A 4,5V No corta plástico
1,4A 7V Corta plástico
2,3A 9V Corta plástico con rapidez
Entre 2,5 y 2,7 A 12V Se corta el nicromo
Tabla 4 – Mediciones sobre el alambre de nicromo
Por otra parte se han hecho 2 mediciones sobre el LDR en donde el láser era alimentado a 3V, una de ellas bloqueando la recepción del láser sobre el mismo y la otra dejando que este reciba la luz del láser.
Resistencia Situación
0,8 KΩ LDR con láser
20 KΩ LDR sin láser
Tabla 5 – Mediciones sobre el LDR
También se realizaron mediciones sobre el motor del extrusor sin carga, es decir, la tensión y corriente máxima de trabajo del mismo.
Corriente Tensión
1,6A 12V
Tabla 6 – Mediciones sobre el motor de la extrusora
A continuación se observara una tabla con mediciones hechas sobre el driver controlador del motorreductor con y sin carga donde se podrán notar los cambios de tensión y corriente con respecto a la velocidad del mismo. Para ello, se fue variando el potenciómetro que controla la velocidad y se nota como los valores de corriente y tensión con carga decrecen cuando la velocidad disminuye. Esto se debe a que la carga controla el flujo de corriente para que el driver no sufra daños por el exceso de la misma.
Sin carga Con carga
Entrada Salida Entrada Salida Corriente Corriente pico
Vel Máx. 12V 12,1V 12V 11,9V 1,8A 2A
Vel Media 12V 12,3V 12V 6V 0,8A 1A
Vel Min. 12V 12,5V 12V 3,7V 0,5A 0,5A
Tabla 7 – Mediciones en el driver
Diagramas Modulares
Fileteadora:
Los diagramas de flujo correspondientes a la Fileteadora se encuentran explayados en el anexo 1, mientras que la codificación de la misma en el anexo 2.
22/78
2017
Figura 20 – Diagrama modular fileteadora
Los diagramas de flujo correspondientes a la Extrusora se encuentran explayados en el anexo 3, mientras que la codificación de la misma en el anexo 4.
Figura 21 – Diagrama modular extrusora
Esquema de la maqueta
En las siguientes figuras se observaran las vistas con las respectivas medidas de cada parte del prototipo.
Tolva:
La tolva es el depósito correspondiente para el material para fabricar el filamento.
Modo
Fileteadora
Control Activación Nivel
Habilitación Lonrec Comienzo
Apagadog Faltante Calibración MSJFileteado
Extrusor Servomotor
ModoExtrusora
Análisis Motorrete Nivel Continuidad
MSJNivel RetiradoSMVelocidadMotorreductor
Carrete InicioE STemp SPes MuestraHabilitación Activación
Logo MSJEx MSJFil MSJDelFileteador RetiradoPM
23/78
2017
Figura 22 – Vista superior de la tolva con medidas en [mm]
Figura 23 – Vista izquierda de la tolva con medidas en [mm]
Figura 24 – Vista isométrica de la tolva con medidas en [mm]
24/78
2017
Carrete:
Se encarga de enrollar el filamento proveniente de la extrusora.
Figura 25 – Vista frontal del carrete con medidas en [mm]
25/78
2017
Figura 26 – Vista derecha del carrete con medidas en [mm]
26/78
2017
Figura 27 – Vista superior del carrete con medidas en [mm]
Figura 28 – Vista isométrica del carrete
27/78
2017
Extrusora:
La extrusora es la parte encargada de la extrusión del material con el que se fabricará el filamento.
Figura 24 – Vista superior de la extrusora con medidas en [mm]
28/78
2017
Figura 25 – Vista lateral izquierda de la extrusora con medidas en [mm]
29/78
2017
Fileteadora:
La fileteadora es la parte donde la botella será fileteada para luego poder trozar las tiras que se obtienen.
Figura 26 – Vista superior de la fileteadora con medidas en [mm]
Figura 27 – Vista frontal de la fileteadora con medidas en [mm]
30/78
2017
Figura 28 – Vista frontal pieza móvil con medidas en [mm]
Figura 29 – Vista lateral pieza móvil con medidas en [mm]
31/78
2017
Figura 30 – Vista lateral de la pieza fileteadora con medidas en [mm]
Figura 31 – Vista frontal de la pieza fileteadora con medidas en [mm]
32/78
2017
Figura 32 – Vista isométrica de la fileteadora
Tabla de costos
En la siguiente tabla se presentan los costos hasta el momento de los materiales utilizados para la FILEX.
Ítem Material/componente Cantidad Precio unitario ($) Precio total ($)
1 Aerosol negro alta temperatura 1 185 185
2 Bulón G5 Sae 1 8 8
3 Espiga elástica 1 5 5
4 Mecha rápida corta 1 291 291
5 Masilla epoxi 1 109,90 109,90
6 Cupla epoxi 1 29,60 29,60
7 Niple epoxi 1 33,90 33,90
8 Led laser rojo 5mW 3 31,90 95,70
9 Modulo GLCD Back light Azul 1 199,90 199,90
10 Bornera 2 bornes paso 5.08mm x10 1 39,90 39,90
11 Extrusor 1 350 350
12 Driver 1 199,99 199,99
13 Fileteador 1 790 790
14 Driver controlador L298 1 200 200
15 Dimmer 1 275 275
16 Celda de carga 1 200 200
17 Resistencia 1 350 350
18 Módulo relé de 8 canales 1 227 227
19 Pack 10 termistores 1 59 59
20 Tira de 40 pines hembra 1 29,70 29,70
21 Led diodo laser 1 17,50 17,50
22 Kit 120 cables 1 205 205
TOTAL 3.901,09
Tabla 8 – Tabla de costos
33/78
2017
Por otra parte se calcularon los costos de mano de obra y desarrollo en base a la cantidad de horas trabajadas sobre el proyecto teniendo en cuenta las horas semanales de cada etapa con el valor hora de trabajo de un técnico electrónico en Argentina:
Tiempo aplicado (Hs) Valor Hora de trabajo de un técnico
electrónico ($/Hs) Subtotal
($) Total ($)
Desarrollo 25 semanas a un promedio de 10
horas por semana. 250Hs
26250 29190
Mano de obra
7 semanas a un promedio de 4 horas por semana.
28Hs
105 2940
Tabla 9 – Costos de desarrollo y mano de obra del prototipo
CONCLUSIONES
Balance comparativo:
El prototipo cumple con el objetivo planteado, el cual es la extrusión de plástico, gracias a la automatización de y conexión de todas la placas realizadas para el mismo. Lo único que falto fue lo del fileteo automático debido a que el motor no contaba con la suficiente fuerza para realizar el trabajo, por lo que se descartó la idea.
Recomendaciones:
A continuación se mencionaran algunas recomendaciones para tener en cuenta a la hora de implementarlas:
Se debe filetear el plástico de la botella manualmente.
El proceso de extrusión se realiza despacio.
El prototipo filetea ciertos tipos de botellas.
El sensado de peso se realiza mediante un potenciómetro.
Propuestas:
Aquí se especifica cómo se podría mejorar las recomendaciones nombradas anteriormente:
Automatizar el fileteo para facilitarle el trabajo al usuario.
Aumentar la velocidad del extrusado para generar un trabajo más dinámico.
Cambiar el fileteo de modo que pueda filetear plásticos más duros.
Cambiar este por algún sensor preciso para tener una medición más exacta del peso del material.
Mejoras al trabajo:
En esta sección se nombraran algunas mejoras que se podrían implementar en un futuro al prototipo para que mejore el funcionamiento, sea más práctico y que ayuden al usuario para que le sea más fácil utilizarlo:
Reducir el tamaño y peso del prototipo.
Cambiar color de filamento.
Extrusión de diferentes tipos de plásticos.
34/78
2017
Bibliografía
A continuación se adjuntaran los sitios web utilizados para el desarrollo del prototipo por si desea leer mas sobre el tema planteado:
https://www.youtube.com/watch?v=p_E7crY9wfg ejemplo de extrusora con enfriamiento por agua y contador de mts
http://materializacion3d.com/project/extrusora-de-filamento-2/ ejemplo de cómo se realizó una extrusora
http://miguelnavas.byethost5.com/2015/04/20/extrusor-de-filamento/ otro ejemplo de extrusora, parada
http://blog.reclone3d.com/2013/01/ hotends
https://impresoras3d.com/blogs/noticias/108879559-la-guia-definitiva-sobre-los-distintos-filamentos-para-impresoras-3d composición de los filamentos 3D
http://www.breastcancer.org/es/riesgo/factores/plastico composición química de distintos materiales plásticos
http://www.potenciaelectromecanica.com/calculo-de-un-motorreductor/ motorreductores
https://www.youtube.com/watch?v=lSfaDLYK5DY control de velocidad de motorreductor con pulsos
https://www.youtube.com/watch?v=5LUMOdvw_Pw control de motorreductor brasilero PWM acelerómetro
https://www.youtube.com/watch?v=hjd0n-6Q0-A controlador de motor mediante puente H
http://html.rincondelvago.com/reductores-de-velocidad-o-motorreductores.html información sobre motorreductores
http://www.superrobotica.com/s310110.htm información sobre driver para motor dc
https://www.youtube.com/watch?v=wPVcJIrZoN0 programar lcd grafico proton
http://es.calameo.com/read/0000896223319f4d81364 manual proton
https://learn.mikroe.com/ebooks/microcontroladorespicc/chapter/caracteristicas-basicas-del-pic16f887/ PIC 16F877
https://www.youtube.com/watch?v=6yIGe7O22XE info glcd
https://learn.mikroe.com/ebooks/microcontroladorespicc/chapter/ejemplo-14/ conexión glcd
http://320volt.com/proton-glcd-resim-basma-uygulamasi/ turco para glcd
http://www.redimac.com.mx/valvulas-2/valvulas-de-mariposa/ valvula para el recipiente
http://320volt.com/grafik-lcd-resim-font-programlari-bmp2asm-fastlcd/ otro mas
https://protonbasic.wordpress.com/descargas/ temp y glcd
https://electronics.stackexchange.com/questions/170249/how-to-use-hx711-module-with-pic-microcontroller sensor de peso
http://www.prometec.net/l298n/ L298 USO
https://electronilab.co/tutoriales/tutorial-de-uso-driver-dual-l298n-para-motores-dc-y-paso-a-paso-con-arduino/ uso del l298
35/78
2017
ANEXO 1
Diagrama modular:
Diagrama de flujo principal:
Control
Modo
Fileteadora
Control Activación Nivel
Habilitación Lonrec Comienzo
Apagadog Faltante Calibración MSJFileteado
Extrusor Servomotor
Pasos 1,2,3 y 4
Inicio
Control
Activación
Nivel
A
B
C
Inicio
Habilitación
D
1
2
36/78
2017
Activación
Lonrec
Comienzo
C=1
NoA
F
E
Si
1
2
Inicio
G=0
Mostrar MSJ7
Pausa 1
segundo
Trozador=1
Pausa 1
segundo
Si
Extrusor
No
CA=15
Servomotor
CA=0
Si
No
K
L
43
37/78
2017
Nivel
B
4
CA=CA+1Cool=1
Pausa 0,5
segundos
Borrar MSJ
G=1
3
Inicio
NM=0
Pausa 0,1
segundos
TN=TN+1
TN=15
Cool=0
Si
Si
No
No
TN=0
N=1
Borrar MSJ
N=0
C
Si
No
5 6
7
38/78
2017
Ala=0
Ser=0
Lasers=1
Z=1
Borrar MSJ
Z=0
N=1
G=0
A=0
Mostrar MSJ8
Si
No
5 6
7
39/78
2017
Habilitación
Lonrec
Inicio
H=0
Pausa 3
segundos
Si
No
HF=1 o
H=1
No
H=1
Si
Laserex1=1
No
Fin
ML=0
Pausa 3
segundos
Si
ML=1
Lasers=1
No
D
Laserex2=1
Laserex3=1
L=1
Si
Inicio
L=0 y
RP=1
Si Apagadog
No
Faltante
G
H
8
40/78
2017
Comienzo
8
F=1
Si
Pausa 1,5
segundos
Borrar MSJ
F=0
E
No
Inicio
RI=1 o
A=1
Calibración
K=1
Borrar MSJ
K=0
Si
Si
I
Mostrar MSJ5
K=1
C=0
No
No
9 10
41/78
2017
Extrusor
Servomotor
A=1
C=1
MSJFileteado
J
F
9 10
Inicio
E=1 P=0 P=1 P=2 P=3
E=0 Paso1 Paso2 Paso3 Paso4
P=0
P.1 P.2 P.3 P.4
K
Si
No
Si Si Si Si
No No No No
Inicio
SC=0
SC=1
Pos=2500
Pausa 1
segundo
SC=0
Pos=500
Pausa 1
segundo
Si
No
L
42/78
2017
Apagadog
Faltante
Inicio
G=1
Borrar MSJ
Ala=0
Ser=0
Cool=0
Lasers=1
G=0
A=0
G
Si
No
43/78
2017
Calibración
MSJFileteado
Inicio
RP=0 y
L=1
RP=0 y
L=0
RP=1 y
L=1
Mostrar
MSJ1
Mostrar
MSJ2
Mostrar
MSJ3
F=1
A=0
H
Si Si Si
No No No
Inicio
Y=0
Pos=500
Pausa 1
segundo
Y=1
I
Si
No
44/78
2017
Paso 1
Inicio
G=0
Borrar MSJ
Mostrar
MSJ5
Pusa 1,5
segundos
Borrar MSJ
Si
No
Mostrar
MSJ6
Z=1
J
Inicio
Paso1=1
Pausa TP
11
45/78
2017
Paso 2 Paso 3 Paso 4
P=P+1
E=1
Paso1=0
P.1
11
Inicio
Paso2=1
Pausa TP
P=P+1
E=1
Paso2=0
P.2
Inicio
Paso3=1
Pausa TP
P=P+1
E=1
Paso3=0
P.3
Inicio
Paso4=1
Pausa TP
P=P+1
E=1
Paso4=0
P.4
46/78
2017
ANEXO 2 Codificación Fileteadora (PIC 16F877A) Device= 16F877A
Declare Xtal=4
All_Digital TRUE
PORTA=0
PORTB=0
PORTC=0
PORTD=0
PORTE=0
TRISA=%00011111
TRISB=0
TRISC=0
TRISD=0
TRISE=0
'ENTRADAS
Dim HF As PORTA.0 'HABILITA FILETEADORA
Dim RI As PORTA.1 '(RE)INICIO DE PROCESO
Dim RP As PORTA.2 'RECIPIENTE EN POSICION
Dim NM As PORTA.3 'SENSOR DE NIVEL MAXIMO
Dim L As PORTA.4 'LONJA
'SALIDAS
Dim LASERS As PORTC.0 'Dos en paralelo, para continuidad de la lonja y material
en recipiente
Dim TROZADOR As PORTC.1 'Alambre de nicromo
Dim SER As PORTC.2 'Servomotor que genera el corte
Dim COOL As PORTC.3 'Cooler que enfria los trozos de plástico
Dim LASEREX1 As PORTB.5 'Lasers en el extrusor ---TOLVA---
Dim LASEREX2 As PORTB.6 'Lasers en el extrusor ---TOLVA---
Dim LASEREX3 As PORTB.7 'Lasers en el extrusor ---BOQUILLA---
'Desde PORTC.4 hasta PORTC.7= Pasos del motor PaP del extrusor
'Desde PORTB.0 hasta PORTB.4= Intercomunicacion de PICs
'VARIABLES
Dim A As Bit
Dim G As Bit
Dim H As Bit
Dim TP As Byte
Dim E As Bit
Dim P As Byte
Dim C As Bit
Dim ML As Bit
Dim LD As Byte
Dim LL As Bit
Dim HL As Bit
Dim CA As Byte
Dim Y As Bit
Dim TN As Byte
Dim SC As Bit
Dim F As Bit
Dim K As Bit
Dim Z As Bit
Dim N As Bit
47/78
2017
A=0 'comienzo= se ha establecido que ya funciona la fileteadora/ EVITE
PREGUNTAR POR RI CUANDO NO SE DEBE REINICIAR
G=0 'variable para indicar si el grupo de extrusor/cooler/alambre esta
activado=1 o desactivado=0
H=0 'logo principal/ si no se ha seleccionado este pic durante el tiempo
en el que se muestra el logo, luego no se podra utilizar hasta que se reestablezca
la alimentacion
TP=200 'tiempo entre pasos del motor
E=0 'branch del extrusor
P=0 'pasos del extrusor
C=0 'variable para el control
ML=0 'minilogo
LD=0 'variable lonja detectada
LL=0 'lonja lista
HL=0 'hay lonja
CA=0 'cantidad de pasos del extrusor
Y=0 'calibracion del servomotor
TN=0 'tiempo para asegurar nivel maximo alcanzado
F=0 'variable para borrar msj viejo
K=0 'variable para borrar msj viejo
Z=0 'variable para borrar msj viejo
N=0 'variable para borrar msj viejo
MODO_FILETEADORA:
GoSub CONTROL
GoSub ACTIVACION
GoSub NIVEL
GoTo MODO_FILETEADORA
CONTROL:
Repeat
GoSub HABILITACION
GoSub LONREC
GoSub COMIENZO
Until C=1
C=1
Return
ACTIVACION:
If G=0 Then
PORTB.3=1 'MSJ7= ACTIVANDO SISTEMA DE FILETEADO
PORTB.4=1
DelayMS 1000
TROZADOR=1
DelayMS 1000
COOL=1
DelayMS 500
PORTB.3=0
PORTB.4=0
G=1
Else
GoSub Extrusor
If CA= 15 Then
GoSub Servomotor
CA= 0
EndIf
CA= CA + 1
EndIf
Return
NIVEL:
If NM=0 Then
DelayMS 100
48/78
2017
TN= TN + 1
If TN= 15 Then
PORTC=%00000001
If Z=1 Then
PORTB=0
Z=0
EndIf
N=1
G=0
A=0
PORTB.4=1 'MSJ8= SE HA ALCANZADO EL NIVEL MAXIMO
EN EL RECIPIENTE, POR FAVOR RETIRE Y VACIE EL MISMO
EndIf
GoTo NIVEL
Else
TN= 0
If N=1 Then
PORTB.4=0
N=0
EndIf
Return
EndIf
HABILITACION:
If H=0 Then
DelayMS 3000
EndIf
If HF=1 Or H=1 Then
H=1
If ML=0 Then
DelayMS 3000
ML=1
EndIf
LASERS=1
Return
Else
Repeat
LASEREX1=1
LASEREX2=1
LASEREX3=1
Until L=1
End
EndIf
LONREC:
If L=0 And RP=1 Then
If F=1 Then
DelayMS 1500
PORTB.0=0
PORTB.1=0
F=0
EndIf
Return
Else
GoSub APAGADOG
GoSub FALTANTE
GoTo LONREC
EndIf
COMIENZO:
If RI=1 Or A=1 Then
GoSub Calibracion
If K=1 Then
49/78
2017
PORTB.2=0
K=0
EndIf
A=1
C=1
GoSub MSJFILETEADO
Else
PORTB.2=1 'MSJ4= TODO EN POSICION, ESPERANDO
ACTIVACION...
K=1
C=0
EndIf
Return
Extrusor:
If E=1 Then
E=0
Return
Else
BranchL P, [ Paso1,Paso2,Paso3,Paso4]
P=0
GoTo Extrusor
EndIf
Servomotor:
SER= 0
If SC=0 Then
SC= 1
Servo SER, 2500
DelayMS 1000
Else
SC= 0
Servo SER, 500
DelayMS 1000
EndIf
Return
APAGADOG:
If G=1 Then
PORTB=0
PORTC=%00000001 'APAGA EXTRUSOR,COOLER, ALAMBRE Y SU
MOVIMIENTO (excepto laser)
G=0
A=0
EndIf
Return
FALTANTE:
If RP=0 And L=1 Then
PORTB=%00000011 'MSJ1= COLOQUE LA LONJA Y EL RECIPIENTE EN
SUS RESPECTIVOS LUGARES
Else
If RP=0 And L=0 Then
PORTB=%00000010 'MSJ2= COLOQUE EL RECIPIENTE EN SU LUGAR
Else
If RP=1 And L=1 Then
PORTB=%00000001 'MSJ3= COLOQUE LA LONJA EN SU RESPECTIVO
LUGAR Y ASEGURELA ENTRE LOS RODAMIENTOS DEL EXTRUSOR
EndIf
EndIf
EndIf
F=1
A=0
50/78
2017
Return
Calibracion:
If Y=0 Then
Servo SER, 500
DelayMS 1000
Y=1
EndIf
MSJFILETEADO:
If G=0 Then
PORTB.2=0
PORTB.3=1 'MSJ5= HA COMENZADO EL PROCESO DE FILETEADO
DelayMS 1500
PORTB.3=0
Else
PORTB.2=1 'MSJ 6= FILETEANDO...
PORTB.3=1
Z=1
EndIf
Return
Paso1:
PORTC=%00011111
DelayMS TP
P= P + 1
E=1
GoTo Extrusor
Paso2:
PORTC=%00101111
DelayMS TP
P= P + 1
E=1
GoTo Extrusor
Paso3:
PORTC=%01001111
DelayMS TP
P= P + 1
E=1
GoTo Extrusor
Paso4:
PORTC=%10001111
DelayMS TP
P= P + 1
E=1
GoTo Extrusor
51/78
2017
ANEXO 3
Diagrama modular:
Diagrama de flujo principal:
Analisis
ModoExtrusora
Análisis Motorrete Nivel Continuidad
MSJNivel RetiradoSMVelocidadMotorreductor
Carrete InicioE STemp SPes MuestraHabilitación Activación
Logo MSJEx MSJFil MSJDelFileteador RetiradoPM
Inicio
Análisis
Motorrete
Nivel
Continuidad
A
B
C
D
Inicio
12
52/78
2017
Habilitación
Carrete
CLugar=1
A.1
A.2
InicioE
MS=1 o
MSI=1
MSI=1
STemp
SPes
Muestra
Activación
TempN=1
A
No
No
No
A.7
A.6
A.5
A.4
A.3
Si
Si
Si
12
53/78
2017
Motorrete
Nivel
Inicio
M=0
M=1
Motorred=1
B.1
Si
No
Pausa 0,2
Segundos
Inicio
NBM=1 y
NB=1
Imprimir
"Material"
NB=0 y
NMB=1
No
Si
Si
No
14 1513
54/78
2017
Continuidad
Mostrar
MSJ1
Buzzer=1
Pausa 0,5
Segundos
Buzzer=0
C
MSJNivel
Pausa 10
Segundos
Fin
C.1
14 1513
Inicio
Confila=0 y
CF=0
Confila=1
Confila=1 y
CF=1
T=T+1
No
Si
Si
T=0
D
No
17
16
55/78
2017
Motorreductor
Pausa 0,1
Segundo
T=50
Releres=0
Motorred=0
Resi=0
M=0
Carre=0
RetiradoSM
Fin
D.1
No
Si
17
16
Inicio
M=0
M=1
Motorred=1
B.1
Si
No
Pausa 0,2
Segundos
56/78
2017
Velocidad
MSJNivel
Inicio
Ge=0
Sg=1
Grosor=1
Carre=1
Ge=1
Grosor=0
B.2
No
Si
Si
No
Pausa 0,2
Segundos
Pausa 0,2
Segundos
Pausa 0,2
Segundos
Inicio
18
57/78
2017
RetiradoSM
Mostrar
MSJ2
Buzzer=1
Pausa 0,3
Segundos
Buzzer=0
Pausa 1
Segundo
Sc=0
C.1
Si
No
18
Inicio
19
58/78
2017
Habilitacion
Sc=1
Imprimir
"Recuadro"
Mostrar
MSJ6
Buzzer=1
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,8
Segundos
Pausa 10
Segundos
Si
No
D.1
19
Inicio
20
59/78
2017
Carrete
Logo
HE=1 o
H=1
F=1
H=1
MSJEx
A.1
A.1.2
A.1.1
MSJFil
MSJDelFileteador
F=1
A.1.4
A.1.3Si
No
Si
No
20
Inicio
SC=0
TempN=0 y
CNN=1
Si
Si
No
No
21 22 23
60/78
2017
Mostrar
MSJ3
CNN=0
Buzzer=1
Pausa 1
Segundo
Buzzer=0
CNN=1
CLugar=1
Mostrar
MSJ4
Buzzer=1
Pausa 0,5
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,5
Segundos
CLugar=0
MSI=1
Resi=0
Releres=0
CLugar=1
A.2
No Si
NoSi
21 22 23
61/78
2017
InicioE
STemp
Inicio
MSI=0
Mostrar
MSJ5
A.3
No
Si
Inicio
Igualar variable a valor
de temperatura
Pausa 0,5 Segundos
Sacar prmedio
Pausa 0,5 Segundos
Tempe=Tem+Pe
T=Tempe/2
Temperatura =
(T*500)/1024
24
62/78
2017
Spes
Temperatura>200 y
Temperatura<240
TempN=1
An=0
Resi=1
TempN=0
Temperatura>240
Releres=0
An=0
Resi=0
An=1
A.4
Si
No
Si
No
Si
No
24
Inicio
Peso>1
RetiradoPM
Fin
A.5
A.5.1
Si
No
63/78
2017
Muestra
Inicio
Imprimir
"Interfaz"
Mostrar
Temperatura
Grosor=1
Mostrar
"A"
Mostrar
"B"
Mostrar
Peso
Puntos=0
Puntos=1
Puntos=2
Puntos=3
Puntos=0
Mostrar
"Extrusando"
Mostrar
"Extrusando."
Mostrar
"Extrusando.."
Mostrar
"Extrusando..."
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
A.6
Si
No
Si
No
No
No
Si
Si
No
Si
64/78
2017
Activacion
Logo
Inicio
An=1
An=0
Resi=0
Releres=1
Resi=1
A.7
Si
Si
No
No
Inicio
L=0
Si
No
2625
65/78
2017
MSJEx
Imprimir
"logofilex"
Pausa 3
Segundos
L=1
A.1.1
2625
Inicio
L=1
Imprimir
"logoextrusora"
Pausa 3
Segundos
L=2
A.1.2
Si
No
66/78
2017
MSJFil
MSJDelFileteador
Inicio
L=1
Mostrar
"logofileteadora"
Pausa 3
Segundos
L=2
A.1.3
No
Si
Inicio
L=2
L=3
Borrar MSJ
Imprimir
"MSJFileteadora"
Si
No
27
67/78
2017
C0=1 y
C1=1C0=1
C1=1 y
C2=1C1=1
Mostrar
" "
Puntos=0
Puntos=1
Puntos=2
Puntos=3
Mostrar
MSJ7
Mostrar
MSJ8
Mostrar
MSJ9
Mostrar
"Filetenado"
Mostrar
"Fileteando."
Mostrar
"Filetenado.."
Mostrar
"Fileteando..."
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
Puntos=Puntos+1
Mostrar
" "
A.1.4
Puntos=0
Si
No No No No
Si Si Si
Si
Si
No
No
Si
No
Si
No
28
29
27
68/78
2017
C2=1C4=1 y
C5=1C4=1 C5=1
Mostrar
MSJ10
Mostrar
MSJ11
Mostrar
MSJ12
Mostrar
MSJ13
Buzzer=1
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=1
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=1
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=1
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 0,2
Segundos
Si
No No
Si Si
No
Si
No
29
28
69/78
2017
RetiradoPM
Inicio
Z=0
Z=1
Carre=0
Releres=0
Motorred=0
Sc=1
Imprimir
"retiradopesomax"
Mostrar
MSJ14
Buzzer=1
Pausa 10
Segundos
A.5.1
Si
No
Si
No
Pausa 0,2
Segundos
Buzzer=0
Pausa 1 Segundo
30
30
70/78
2017
ANEXO 4
Codificación Extrusora (PIC 18F4550)
Device= 18F4550
Declare Xtal=4
ADCON0 = %00000001 'AN0 canal seleccionado
ADCON2 = %10111111
TRISA=1
TRISB=0
TRISC=%0011111
TRISE=1
PORTA=0
PORTB=0
PORTC=0
PORTE=0
Declare Adin_Res = 10 '1024=VDD=5V
Declare Adin_Tad = FRC
'SENTENCIAS PARA EL GLCD
Declare LCD_Type Graphic
Declare LCD_DTPort PORTD
Declare LCD_ENPin PORTB.0
Declare LCD_RWPin PORTB.2
Declare LCD_RSPin PORTB.1
Declare Internal_Font true
Declare LCD_CS1Pin PORTB.5
Declare LCD_CS2Pin PORTB.4
Declare Font_Addr 0
Declare GLCD_CS_Invert 1
ADCON1 = %00001101
'ENTRADAS
Dim ST As PORTA.0 'SENSOR DE TEMPERATURA
Dim SP As PORTA.1 'SENSOR DE PESO
ANALOGICO
Dim HE As PORTA.2 'HABILITA EXTRUSORA
Dim MS As PORTA.3 'PULSADOR PARA INDICAR QUE EL USUARIO POSEE MATERIAL
SUFICIENTE PARA EL PROCESO
Dim SG As PORTA.4 'INTERRUPTOR PARA SELECCIONAR EL GROSOR DEL
FILAMENTO
Dim CF As PORTA.5 'LDR PARA DETECTAR LA CONTINUIDAD DEL FILAMENTO
Dim NB As PORTE.0 'NIVEL BAJO EN LA TOLVA
Dim NMB As PORTE.1 'NIVEL MUY BAJO EN LA TOLVA
Dim SC As PORTE.2 'SENSOR DE PRESENCIA DEL CARRETE
'Desde PORTC.0 hasta PORTC.5 (exceptuando PORTC.3)= Intercomunicacion de PICs
'SALIDAS
Dim CARRE As PORTC.6 'CARRETE
Dim GROSOR As PORTC.7 'RELE QUE CAMBIA ENTRE DOS VALORES DE RESISTENCIA
PARA VARIAR LA VELOCIDAD DEL CARRETE
Dim BUZZER As PORTB.3 'ALERTA AL USUARIO DE DIVERSAS SITUACIONES
Dim RELERES As PORTB.6 'RELE PARA ACTIVAR LA RESISTENCIA DE LA CAMISA
Dim MOTORRED As PORTB.7 'MOTORREDUCTOR
'Desde PORTD.0 hasta PORTD.7= Bus de datos para GLCD
71/78
2017
'VARIABLES
Dim CNN As Bit 'Carrete no necesario, ya ha llegado a mas de 100
grados
Dim TEMPN As Bit 'Temperatura necesaria (VALOR AUN POR ASIGNAR)
Dim L As Byte 'Variable para mostrar el logo principal y los
secundarios (solo uno) solo una vez
Dim MSI As Bit 'Ya se ha iniciado el proceso por primera vez
Dim CLUGAR As Bit 'Carrete esta en el lugar (VARIABLE 1)(0= no esta,
1= esta)
Dim CONFILA As Bit 'Continuidad del filamento ya ha sido detectada por
primera vez
Dim TIEMPO As Byte 'Contador para asegurarse que no hay continuidad de
filamento por 15 segundos
Dim H As Bit 'Se ha seleccionado la funcion de extrusora
Dim TEMPERATURA As Float 'Variable a la cual se le asigna el valor de la
temperatura
Dim PESO As Float 'Variable a la cual se le asigna el valor del peso
Dim RESI As Bit 'Advierte que la resistencia esta encendida o
apagada (0= no esta, 1= esta)
Dim AN As Bit 'Indica que es necesario activar la resistencia (0=
no necesario, 1= necesario)
Dim PVP As Bit 'Primer valor de peso es igualado a cero, ej, marca
dos gramos, esos dos gramos se toman como referencia 0
Dim GE As Bit 'Grosor ya ha sido elegido, no se puede cambiar
Dim M As Bit 'Variable para indicar de que el motorreductor esta
encendido (0= no esta, 1= esta)
Dim F As Bit 'Indica que se ha seleccionado modo fileteadora, por
lo que no permite que se cambie el modo mientras funciona
Dim Z As Bit 'Apaga el grupo extrusor
Dim BUZ As Byte 'Alerta sonora en msjs del fileteador
Dim Puntos As Byte 'Variable para crear dinamicidad en msjs de
fileteando y exrusando
Dim TEM As Float 'Variables para medicion de temperatura
Dim PE As Float ' =
Dim TEMPE As Float ' =
Dim T As Float ' =
CNN=0
TEMPN=0
L=0
MSI=0
CLUGAR=0
CONFILA=0
TIEMPO=0
H=0
TEMPERATURA=0
PESO=0
RESI=0
AN=0
PVP=0
GE=0
M=0
BUZ=0
Puntos=0
Cls
MODO_EXTRUSORA:
GoSub ANALISIS
GoSub MOTORRETE
GoSub NIVEL
GoSub CONTINUIDAD
GoTo MODO_EXTRUSORA
72/78
2017
ANALISIS:
Repeat
GoSub HABILITACION
GoSub CARRETE
If CLUGAR=1 Then
GoSub INICIOE
If MS=1 Or MSI=1 Then
MSI=1
GoSub STEMP
GoSub SPES
GoSub MUESTRA
GoSub ACTIVACIONR
Else
GoTo ANALISIS
EndIf
Else
GoTo ANALISIS
EndIf
Until TEMPN=1
Return
MOTORRETE:
GoSub MOTORREDUCTOR
GoSub VELOCIDAD
Return
NIVEL:
If NMB=1 And NB=1 Then
Return
Else
Include "Graphics\material.inc"
SPrintImage material
If NB=0 And NMB=1 Then
Print At 3,1, "Poco material en la "
Print At 4,1, "tolva, vuelva a "
Print At 5,1, "recargar si desea mas"
Print At 6,1, "filamento "
BUZZER=1
DelayMS 500
BUZZER=0
Return
Else
GoSub MSJNIVEL
DelayMS 10000
End
EndIf
EndIf
CONTINUIDAD:
If CONFILA=0 And CF=0 Then
CONFILA=1
EndIf
If CONFILA=1 And CF=1 Then
TIEMPO= TIEMPO + 1
DelayMS 100
If TIEMPO=50 Then
RELERES=0
MOTORRED=0
RESI=0
M=0
CARRE=0
GoSub RETIRADOSM
73/78
2017
End
Else
GoTo CONTINUIDAD
EndIf
Else
TIEMPO=0
Return
EndIf
MOTORREDUCTOR:
If M=0 Then
M=1
MOTORRED=1
DelayMS 200
EndIf
Return
VELOCIDAD:
If GE=0 Then
If SG=1 Then
GROSOR=1 'ACTIVAR RELE_ RESISTENCIA
X: VALOR DE GROSOR 1,75mm
DelayMS 200
Else
GROSOR=0 'NO ACTIVAR RELE_
RESISTENCIA X: VALOR DE GROSOR 3mm
DelayMS 200
EndIf
CARRE=1 'ACTIVAR NE555 Y L297
GE=1
DelayMS 200
EndIf
Return
MSJNIVEL:
Repeat
Print At 2,1, "Peso en el carrete: "
Print At 3,1, Dec3 PESO, " Kg. "
Print At 4,1, "La tolva se ha "
Print At 5,1, "quedado sin material"
BUZZER=1
DelayMS 300
BUZZER=0
DelayMS 1000
Until SC=0
Return
RETIRADOSM:
If SC=1 Then
Include "Graphics\recuadro.inc"
SPrintImage recuadro
Print At 2,2, "Peso final: ", Dec3 PESO, " Kg"
Print At 3,1, "Retire carrete,ya no"
Print At 4,1, "queda material para "
Print At 5,1, "procesar (NO agregue"
Print At 6,1, "más). "
BUZZER=1
DelayMS 200
BUZZER=0
DelayMS 800
GoTo RETIRADOSM
Else
DelayMS 10000
74/78
2017
Return
EndIf
HABILITACION:
GoSub LOGO
If HE=1 Or H=1 Then
If F=1 Then
GoTo HABILITACION
Else
H=1
GoSub MSJEX
Return
EndIf
Else
GoSub MSJFIL
GoSub MSJSDELFILETEADOR
F=1
GoTo HABILITACION
EndIf
CARRETE:
If SC=0 Then
If TEMPN=1 Or CNN=1 Then
Print At 3,1, "Poner carrete en "
Print At 4,1, "posición. "
Print At 5,1, "Aún así se continua "
Print At 6,1, "el proceso "
If CNN=0 Then
BUZZER=1
DelayMS 1000
BUZZER=0
EndIf
CNN=1
CLUGAR=1
Else
Print At 3,1, "Poner carrete en "
Print At 4,1, "posición para poder "
Print At 5,1, "empezar el proceso "
Print At 6,1, " "
BUZZER=1
DelayMS 500
BUZZER=0
DelayMS 500
CLUGAR=0
If MSI=1 Then
RESI=0
RELERES=0
EndIf
EndIf
Else
CLUGAR=1
EndIf
Return
INICIOE:
If MSI=0 Then
Print At 3,1, "Si posee suficiente "
Print At 4,1, "material, presione "
Print At 5,1, "el pulsador d inicio"
Print At 6,1, " "
EndIf
Return
75/78
2017
STEMP:
TEM = ADIn 0
DelayMS 50
PE = ADIn 0
DelayMS 50
TEMPE = TEM + PE
T = TEMPE / 2
TEMPERATURA = ( T * 500 ) /1024
If TEMPERATURA > 200 And TEMPERATURA < 240 Then
TEMPN=1
AN=0
RESI=1
Else
TEMPN=0
If TEMPERATURA > 240 Then
RELERES=0
AN=0
RESI=0
Else
If RESI=0 Then
AN=1
EndIf
EndIf
EndIf
Return
SPES:
'If PVP=0 Then
' PVP=1
' equivaler primer peso a una variable una sola vez
' EQUIVALER EL PESO A UNA VARIABLE E IGULARLA A CERO
'EndIf
'crear otra variable con el peso total y restarle el peso que existe en un
principio y esa variable es el valor que se muestra es decir PESO
If PESO > 1 Then
GoSub RETIRADOPM
End
Else
Return
EndIf
MUESTRA:
Include "Graphics\interfaz.inc"
SPrintImage interfaz
Print At 2,3, Dec1 TEMPERATURA
If GROSOR=1 Then
Print At 2,10, "A"
Else
Print At 2,10, "B"
EndIf
Print At 2,13, Dec3 PESO, " Kg"
Select Puntos
Case 0
Print At 5,4, "Extrusando "
Puntos= Puntos + 1
Case 1
Print At 5,4, "Extrusando. "
Puntos= Puntos + 1
Case 2
Print At 5,4, "Extrusando.. "
Puntos= Puntos + 1
Case 3
76/78
2017
Print At 5,4, "Extrusando..."
Puntos= Puntos + 1
EndSelect
If Puntos=4 Then Puntos=0
Return
ACTIVACIONR:
If AN=1 Then
AN=0
If RESI=0 Then
RELERES=1
RESI=1
EndIf
EndIf
Return
LOGO:
If L=0 Then
Include "Graphics\logofilex.inc"
SPrintImage logofilex
DelayMS 3000
L=1
EndIf
Return
MSJEX:
If L=1 Then
Include "Graphics\logoextrusora.inc"
SPrintImage logoextrusora
DelayMS 3000
L=2
EndIf
Return
MSJFIL:
If L=1 Then
Include "Graphics\logofileteadora.inc"
SPrintImage logofileteadora
DelayMS 3000
L=2
EndIf
Return
MSJSDELFILETEADOR:
If L=2 Then
L=3
Cls
Include "Graphics\msjfileteadora.inc"
SPrintImage msjfileteadora
EndIf
If PORTC.0=1 And PORTC.1=1 Then
Print At 3,1, " "
Select Puntos
Case 0
Print At 4,1, "Fileteando "
Puntos= Puntos + 1
Case 1
Print At 4,1, "Fileteando. "
Puntos= Puntos + 1
Case 2
Print At 4,1, "Fileteando.. "
77/78
2017
Puntos= Puntos + 1
Case 3
Print At 4,1, "Fileteando..."
Puntos= Puntos + 1
EndSelect
Print At 5,1, " "
Print At 6,1, " "
Else
If PORTC.0=1 Then
Print At 3,1, " TODO EN POSICION. "
Print At 4,1, "Esperando activación"
Print At 5,1, "del sistema "
Print At 6,1, " "
Else
If PORTC.1=1 And PORTC.2=1 Then
Print At 3,1, " "
Print At 4,1, "Activando sistema "
Print At 5,1, "extrusor "
Print At 6,1, " "
Else
If PORTC.1=1 Then
Print At 3,1, "Comienzo del proceso"
Print At 4,1, "de fileteado "
Print At 5,1, " "
Print At 6,1, " "
Else
If PORTC.2=1 Then
Print At 3,1, "Se ha alcanzado el "
Print At 4,1, "nivel máximo del "
Print At 5,1, "recipiente. Retire y"
Print At 6,1, "vacíe el mismo "
BUZ=1
DelayMS 200
BUZ=0
DelayMS 200
Else
If PORTC.4=1 And PORTC.5=1 Then
Print At 3,1, "Coloque la lonja y "
Print At 4,1, "el recipiente en sus"
Print At 5,1, "respectivos lugares "
Print At 6,1, " "
BUZ=1
DelayMS 200
BUZ=0
DelayMS 200
Else
If PORTC.4=1 Then
Print At 3,1, "Coloque la lonja en "
Print At 4,1, "su respectivo lugar "
Print At 5,1, " "
Print At 6,1, " "
BUZ=1
DelayMS 200
BUZ=0
DelayMS 200
Else
If PORTC.5=1 Then
Print At 3,1, "Coloque el recipien-"
Print At 4,1, "te en su respectivo "
Print At 5,1, "lugar "
Print At 6,1, " "
BUZ=1
DelayMS 200
78/78
2017
BUZ=0
DelayMS 200
EndIf
EndIf
EndIf
EndIf
EndIf
EndIf
EndIf
EndIf
Return
RETIRADOPM:
If Z=0 Then
Z=1
CARRE=0
RELERES=0
MOTORRED=0
EndIf
If SC=1 Then
Include "Graphics\retiradopesomax.inc"
SPrintImage retiradopesomax
Print At 3,1, "Retirar carrete, se "
Print At 4,1, "ha alcanzado el peso"
Print At 5,1, "máximo admisible "
Print At 6,1, " "
BUZZER=1
DelayMS 200
BUZZER=0
DelayMS 1000
GoTo RETIRADOPM
Else
DelayMS 10000
Return
EndIf
Include "font.inc"
Recommended