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UTEQ
Firmado digitalmente por UTEQ
Nombre de reconocimiento (DN): cn=UTEQ, o=UTEQ,
ou=UTEQ, [email protected], c=MX
Fecha: 2015.05.26 14:34:39 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE
QUERÉTARO
Nombre del proyecto:
ADQUISICIÓN DE DATOS DE UN “PRACTICAL
UTILITY PLATFORM”
Empresa:
PURDUE UNIVERSITY
AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de:
INGENIERO EN TECNOLOGIAS DE
AUTOMATIZACIÓN
Presenta:
EMMANUEL CORONA RAMOS
Asesor de la UTEQ
Ing. Ubaldo Javier Flora Velasco
Asesor de la Organización
Dr. Jhon Lumkes
Santiago de Querétaro, Qro, Mayo del 2015
Resumen
El presente proyecto consiste en realizar un Sistema de Adquisición de Datos
por medio de un controlador y poder visualizar y guardar los datos en un teléfono
celular con plataforma Android, la comunicación entre los dispositivos es por medio de
Bluetooth. Este proyecto sirve para transmitir información del Practical Utility Platform
en Camerún y poder monitorearla en diversos lugares, especialmente en la Universidad
de Purdue. El tipo de datos a recoger son: la información del posicionamiento global, la
temperatura del motor, las RPM del motor y el estrés producido en el cuadro del
Practical Utility Platform.
2
Summary
What I hope to obtain in my period of my professional practice is that the
company provides me with the knowledge and the correct tools to do my project with
high standards of quality and time. In the professional field I would like to design,
program and put into practice my knowledge that I have acquired in school to create
more technology that can help people to make life easier. On the other hand,
personally, I would like for the company to bestow upon me the trust to work in this
project, to give me the support of another engineer with experience in order to learn his
or her knowledge. I hope to make long lasting friendships with my work partners. I hope
to earn the dignity and the respect as an integral person and be able to become a
leader. On other hand, I would like for the company to provide me with the experience
to help me become self-employed in a future.
3
Índice
Pág.
Resumen....................................................................................................................................... 2
Summary ...................................................................................................................................... 3
Índice ............................................................................................................................................. 4
I. Introdución ............................................................................................................................... 6
II. Antecedentes ......................................................................................................................... 7
III. Justifcación............................................................................................................................ 8
IV. Objetivos ................................................................................................................................. 9
V. Alcance ................................................................................................................................... 10
VI. Análisis de riesgos ............................................................................................................ 12
VII. Fundamentación teórica ................................................................................................. 13
7.1 Interfaz de usuario. ....................................................................................................... 13
7.2 Bluetooth. ........................................................................................................................ 14
7.3 Sincronización a la nube. ............................................................................................ 15
7.4 Módulo DAQ EMANT380.............................................................................................. 16
7.5 App Inventor 2. ............................................................................................................... 17
VIII. Plan de actividades ......................................................................................................... 19
IX. Recursos materiales y humanos ................................................................................... 20
9.1 Recursos materiales..................................................................................................... 20
9.2 Recursos humanos. ...................................................................................................... 23
X. Desarrollo del proyecto ..................................................................................................... 24
10.1 Junta con los integrantes del PUP. ........................................................................ 24
10.2 Elaboración de propuesta. ....................................................................................... 25
10.3 Diseño del proyecto. .................................................................................................. 25
10.4 Cotización y compra de materiales. ....................................................................... 37
10.5 Ensamble de componentes. ..................................................................................... 38
10.6 Diseño de la Aplicación Android. ........................................................................... 40
10.7 Programación controlador........................................................................................ 56
10.8 Instalación en el PUP.................................................................................................. 58
10.9 Pruebas y ajustes........................................................................................................ 61
10.10 Capacitación del uso de la aplicación. ............................................................... 63
XI. Resultados obtenidos ....................................................................................................... 64
XII. Conclusiones y recomendaciones ............................................................................... 67
4
12.1 Conclusiones ............................................................................................................... 67
12.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 67
XIII. Anexos ....................................................................................................................................
13.1 Anexo 1 ..............................................................................................................................
13.2 Anexo 2 ..............................................................................................................................
13.3 Anexo 3 ..............................................................................................................................
13.4 Anexo 4 ..............................................................................................................................
13.5 Anexo 5 ..............................................................................................................................
XIV. Bibliografía ............................................................................................................................
5
I. Introdución
De acuerdo a Purdue University, ABE (2013) la Practical Utility Platform o PUP
es un vehículo multipropósito que se ha desarrollado para hacer frente a la necesidad
de energía móvil y transporte asequible en las regiones del mundo en desarrollo. Este
vehículo es capaz de llevar 900 kg para prestar servicios como el transporte
(personas, agua, alimentos, materiales de construcción, etc), labreo agrícola y la
siembra, a su vez se le pueden incluir accesorios como molinos de maíz, bombas de
agua y generadores eléctricos. Con el PUP se mejoran las opciones de transporte, se
reducen tiempos de traslado, se aumenta el tiempo de recolección de alimentos de
campo, además que puede ser replicado con facilidad. Este vehículo está compuesto
de materiales que están fácilmente disponibles en las regiones en desarrollo de África.
El presente reporte se redacta, para la integración de los conocimientos
adquiridos durante la estancia en las instalaciones de la Universidad de Purdue. El
PUP necesita una primera etapa de sistema de adquisición de datos con el fin de
mejorar el diseño de éste. El sistema de adquisición de datos sería capaz de medir el
posicionamiento global y la temperatura del motor de la PUP durante su
funcionamiento para conocer las condiciones en las que opera.
6
II. Antecedentes
La PUP (figura1.1) se viene desarrollando desde el 2008 hasta hoy en día. Se
viene optimizando con herrmamientas de ingeniería y con software de modelado
mecanico, además de contar con la colaboración de socios internacionales para
garantizar la adecuación, optimización y asegurar la flexibilidad de poderse fabricar en
los paises subdesarrollados. Cada año se contruye un prototipo optimizado y mejorado
en la universidad de Purdue y se pone a prueba en una competencia llamada BUV
(Basic Utilitary Vehicule). En la parte de adquisición de datos del PUP solo existe un
proyecto de almacenamieto de datos en una memoria SD por medio de arduino, el cual
guarda la posición GPS en un archivo de texto.
Figura 2.1 Practical Utility Platform.
7
III. Justifcación
La adqusición se datos se debe realizar debido a que el motor es conseguido en
un deshuesadero de carros y ya tiene desgaste por un antiguo dueño. El PUP se
maneja en caminos mostrados en la figura 3.1, muchas veces se debe de forzar el
motor para poder atravezar estos caminos, esto ocasiona que el motor se
sobrecaliente; además que el funcionamiento estándar de este vehículo se ejecuta en
diferentes situaciones turbias. Por esta razón se requiere hacer una primera etapa de
adquisición de datos como temperatura y de posicionamiento global, ya que con estos
datos se puede saber en que condiciones es operado el vehiculo, saber los puntos
recorridos, el tiempo de recorrido y las RPM a la que es sometido. La segunda etapa
de este proyecto es ejercer una accion de control sobre los actuadores.
Figura 3.1 Caminos a recorrer.
8
IV. Objetivos
Los objetivos de esta primera fase de la adquisición del datos del PUP son los
descritos a continuación:

El tiempo de adquisición de datos debe ser de 1 minuto.

Tener un error en la temperatura del +- 2%.

Tener un error en el GPS del +- 5%.

El costo de los materiales incluidos no debe sobrepasar los $300 USD.
9
V. Alcance
Es necesaria una buena planificación de tiempos y costos para la creación de la
aplicación y la integración en el PUP, pues los componentes para la adquisición de
datos deben ser lo más económico posible, además el proyecto se entrega antes del 25
de abril del 2015.
La planeación del proyecto es la primera fase, en esta fase se realiza una junta
con el Dr. Lumkes para dar a conocer las características del problema a resolver y
elaborar una propuesta, agendar las fechas de evaluación de los avances obtenidos,
además de evaluar el presupuesto contemplado para dicho proyecto. La primera fase
se llevara a cabo en una semana.
La segunda fase del proyecto es el diseño, en esta fase se desarrolla el diseño de
aplicación en la plataforma Android. Además se hace la cotización del material, el
diseño eléctrico y sus diagramas que se requieren para la realización del proyecto. Esta
fase se ejecuta en 4 semanas debido al diseño de todo el proyecto.
La tercera fase del proyecto es la ejecución. En esta fase se hará la puesta en
marcha de todos los componentes incluidos en el diseño en el PUP, también la
adquisición de datos de los sensores con el dispositivo Android y enlazados a la nube.
En esta fase se contempla un tiempo de 5 semanas debido a la implementación en el
PUP.
La cuarta fase del proyecto son las pruebas y ajustes. En esta fase se harán las
pruebas en campo abierto en el PUP, se realizaran los ajustes necesarios además de
elaborar un manual para el usuario. Para pruebas, la aplicación debe ser compatible
con celulares con Android y debe de estar disponible para que se pueda pasar entre
10
diferentes usuarios Android. Las pruebas se realizarán con diferentes celulares de
alumnos de la Universidad de Purdue. En esta fase se deja un tiempo de 2 semanas
antes de la competencia debido a que en caso de existir algún percance, poder
arreglarlo con anticipación.
11
VI. Análisis de riesgos
Un factor de riesgo importante fue la demora en el tiempo de entrega de
componentes eléctricos, debido a que los principales proveedores de material no se
encuentran cerca de West Lafayette, IN y el material recibido es por paquetería.
Otro principal factor de riesgo es que no se contaba con el conocimiento para la
realización de la aplicación en Android, por lo que se empleó el mayor tiempo para
aprender a realizar un programa para Android.
Respecto a la instalación, el factor de riesgo fue el retraso de la fabricación del PUP
y por consiguiente se retrasó la instalación, así como la realización de las pruebas y
ajustes de los programas.
12
VII. Fundamentación teórica
De acuerdo a Gurpal Singh & Inderpal Singh (2014) la adquisición de datos es
una parte importante de cualquier tipo de instrumentación, las nuevas tecnologías se
pueden utilizar para que la adquisición de datos pueda ser portable y de gran alcance.
El sistema operativo móvil Android se puede programar con código abierto y este está
al alcance de todos, solo se necesita tener nociones básicas de programación. Un
sistema de adquisición de datos con Android se puede dividir en dos partes: Hardware
y Software. Sección Hardware, consiste en un dispositivo que adquiere señales
analógicas o digitales, como el sistema es inalámbrico se pueden usar antenas
Bluetooth de comunicación. Sección software, incluye la Interfaz de Programación de
Aplicaciones (API por sus siglas en ingles) que es el conjunto de subrutinas, funciones
y procedimientos en el desarrollo de aplicaciones para Android.
7.1 Interfaz de usuario.
De acuerdo a Creative Commons (2014) la interfaz de usuario de la aplicación es
todo lo que el usuario puede ver e interactuar con Android (figura 7.1), ofrece una
variedad de componentes de interfaz de usuario, tales como objetos de diseño
estructurados y controles de interfaz de usuario que le permiten construir la interfaz
gráfica de usuario para su aplicación. Android también ofrece otros módulos de interfaz
de usuario para interfaces especiales, como los cuadros de diálogo, las notificaciones y
menús.
13
Figura 7.1 Interfaz de usuario, teléfono celular Android
7.2 Bluetooth.
De acuerdo a Creative Commons (2014) la plataforma Android incluye la
comunicación Bluetooth (figura 7.2), que permite a un dispositivo el intercambio de
datos de forma inalámbrica con otros dispositivos Bluetooth. Se puede tener acceso a
la funcionalidad Bluetooth a través de las API’s de Bluetooth Android. Estas API
permiten aplicaciones se conectan de forma inalámbrica a otros dispositivos Bluetooth,
de punto a punto y multipunto que permite funciones inalámbricas.
El uso de las API de Bluetooth, una aplicación para Android puede realizar lo
siguiente:
 Realizar búsqueda de otros dispositivos Bluetooth
 Transferir datos desde otros dispositivos
 Gestión de múltiples conexiones.
14
Figura 7.2 Comunicación Bluetooth
7.3 Sincronización a la nube.
De acuerdo a Roberts (2011) al proporcionar API’s con la conectividad a Internet,
Android sirve para construir aplicaciones con la nube sincronizando datos a un servicio
web remoto, asegurándose de que todos los dispositivos siempre permanezcan
sincronizados, y con los datos obtenidos hacer una copia de seguridad a la nube (figura
7.3). Se pueden realizar copias de seguridad de datos mediante la nube de modo que
los usuarios pueden restaurar sus datos al instalar la aplicación en un dispositivo
nuevo.
Figura 7.3 Sincronización de Android y la nube
15
7.4 Módulo DAQ EMANT380.
De acuerdo al sitio Emant Pte Ltd Co ( 2002) el EMANT380 (figura 7.4) es un
módulo de adquisición de datos de 24 bits compacto, inalámbrico y desarrollado con
fines de aprendizaje. Se puede utilizar fácilmente con una computadora personal para
la adquisición de datos y control, a su vez logra tener portabilidad ya que contiene un
módulo bluetooth. La alta resolución de 24 bits ADC, entradas analógicas diferenciales
y amplificador de ganancia programable simplifica la conexión del sensor. Se pueden
conectar termopares, células de carga y medidores de tensión directamente para medir
la temperatura, el peso y la tensión sin necesidad de un costoso y sofisticado
acondicionador de señal. Su precio en el mercado es de $159 USD, el programa para
programar con Android es Python®.
Figura 7.4 Módulo EMANT380
16
7.5 App Inventor 2.
De acuerdo a David, Hall, Elle y Liz (2014) App inventor 2 (figura 7.5) es un
framework creado inicialmente por el MIT (Instituto tecnológico de Massachusetts) y fue
cogido por google, para que cualquier persona con interés pueda crearse su propia
aplicación móvil, ya sea para su empresa, para su casa o por otros intereses.
Para crear una aplicación con app inventor hay que realizar tres pasos:

El diseño de la aplicación, en la que se seleccionan los componentes para su
aplicación.

El editor de bloques, donde se escogerá los bloques que sean necesarios según
la aplicación deseada.
El entorno de desarrollo de App Inventor es compatible con Mac OS X, GNU / Linux
y sistemas operativos de Windows, y varios modelos de teléfonos Android
populares. Las aplicaciones creadas con App Inventor se pueden instalar en cualquier
teléfono Android.
App Inventor pueden tener su primera aplicación en funcionamiento en una hora o
menos, y se pueden programar aplicaciones más complejas en mucho menos tiempo
que con los lenguajes más tradicionales, basados en texto. App Inventor se ejecuta
como un servicio Web administrado por personal del Centro del MIT para el aprendizaje
móvil –una colaboración de MIT de Ciencia Computacional e Inteligencia Artificial de
laboratorio (CSAIL) y el Laboratorio de Medios del MIT–. Inventor MIT App es
compatible con una comunidad mundial de casi dos millones de usuarios que
representan a 195 países en todo el mundo. Más de 85 mil usuarios semanales activos
17
de la herramienta han construido más de 4,7 millones de aplicaciones de Android. Una
herramienta de código abierto que pretende realizar la programación y la creación de
aplicaciones accesibles a una amplia gama de audiencia. (p. 360)
Figura 7.5. Entorno de programación App Inventor.
18
VIII. Plan de actividades
En la figura 8.1 se muestran el plan de actividades representado con un diagrama de Gantt donde se indica la actividad y
el tiempo para realizarla.
Figura 8.1 Diagrama de Gantt,
19
IX. Recursos materiales y humanos
9.1 Recursos materiales.
Los recursos materiales utilizados para la Adquisición de Datos del PUP se
dividen en 3 diferentes tablas, debido a que los materiales se compraron con 3
diferentes proveedores (todas las cotizaciones están en USD).
En la tabla 9.1 se aprecia el material a utilizar de la página Digi-Key
Electronics.(http://www.digikey.com)
Tabla 9.1. Material a utilizar de Digi-Key Electronics.
Cantidad
1
1
6
1
2
2
2
1
4
4
1
1
No. Parte
Descripción
VOLTAGE
REGULATOR 9V
OPAMP LM324
RESISTOR 120 OHMS
A105949TB-ND
+-1%
609-4712-ND
SOCKET 14 PINES
TERM BLOCK HDR 2
ED1849-ND
POS VERT 0.2"
TERM BLOCK PLUG 2
ED2908-ND
POS STR 0.2"
HALL EFFECT
365-1001-ND
SENSOR OH090U
CONN 50 PINS POS
SAM1035-50-ND
0.100"
RNF14FTD1K00CT- RESISTOR 1k OHMS
ND
+-1%
RESISTOR 100K
PPCHF100KTC-ND OHMS +-1%
PC BOARD 4.00" X
V2010-ND
4.00"
PC BOARD 2-SIDE
V2025-ND
PPH 2.0X3.0
LM7809ACT-ND
296-1391-5-ND
20
Precio/Unidad
$ 0.70
Precio Total
$ 0.54
$ 0.70
$ 0.54
$ 0.13
$ 0.25
$ 0.78
$ 0.25
$ 0.55
$ 1.10
$ 0.88
$ 1.76
$ 1.67
$ 3.34
$ 2.18
$ 2.18
$ 0.15
$ 0.60
$ 0.54
$ 2.16
$ 7.33
$ 7.33
$ 6.72
$ 6.72
Total $ 27.46
En la tabla 9.2 se aprecia el material a utilizar de la página SparkFun
Electronics (https://www.sparkfun.com/).
Tabla 9.2. Material a utilizar de SparkFun.
Cantidad
1
1
1
1
No. Parte.
WRL-12577
ROHS
TOL-00298
ROHS
PRT-09518
ROHS
DEV-12757
ROHS
Descripción
SparkFun Bluetooth Modem BlueSMiRF Silver
Wall Adapter Power Supply 9VDC 650 mA
9V to Barrel Jack Adapter
SparkFun RedBoard Programmed with Arduino
Precio/Unidad
Precio Total
$ 24.95
$ 24.95
$ 24.95
$ 5.95
$ 2.95
$ 19.95
$ 2.95
$ 19.95
Total $ 53.80
En la tabla 9.3 se aprecia el material a utilizar de la marca Pelican™
(http://www.pelican.com/es/)
Tabla 9.3. Material a utilizar de la marca Pelican™
Cantidad
No. Parte
2
CG-13
1
ML-34F*1508
1
ML-46F*1508
SCREWSMBR-100
-
1
1
Descripción
Precio/Unidad
CABLE GLAND - CG SERIES $ 1.80
ELECTRONIC ENCLOSURE
- 4.53"x3.56"x2.25"
$ 13.44
ELECTRONIC ENCLOSURE
- 6.13"x4.63"x2.44"
$ 20.69
BOSS SCREWS
Shipping
21
$ 3.50
$ 10.00
Precio Total
$ 3.60
$ 13.44
$ 20.69
$ 3.50
$ 10.00
Total $ 51.23
En la tabla 9.4 se muestra las herramientas a utilizar en la construcción
del sistema de Adquisición de Datos.
Tabla 9.4. Herramientas
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1
1
Herrmaientas
20 m. cable 20 AWG
Teléfono celular Android (Moto G)
Thermofit (5' x 1/4')
Cautín
Soldadura
Pinza pela cable
Cinchos de plástico (100pzs)
Desarmador plano para clemas
Precio/Unidad
$ 5.00
$ 79.99
$ 1.95
$ 9.95
$ 3.50
$ 4.95
$ 6.35
$ 0.95
TOTAL
Precio total
$ 5.00
$ 79.99
$ 1.95
$ 9.95
$ 3.50
$ 4.95
$ 6.35
$ 0.95
$ 112.64
En la tabla 9.5 se muestra el costo total de todos los componentes a
utilizar en la adquisición de datos.
Figura 9.5 Total de recursos estimados.
Total Digi-Key
Total SparkFun
Total Pelican
Total Herramientas
TOTAL
22
Total
$ 27.46
$ 53.80
$ 51.23
$ 112.64
$ 245.13
9.2 Recursos humanos.
Los integrantes del proyecto y sus funciones se muestran en el
organigrama de la figura 9.1
Figura 9.1 Organigrama.
23
X. Desarrollo del proyecto
En este capítulo se relatan paso a paso las actividades planteadas en el
capítulo VIII describiendo a detalle cada una de las actividades de la gráfica de
Gantt.
10.1 Junta con los integrantes del PUP.
Se realizó una junta con los integrantes del PUP para conocer a las
personas que forman parte de este proyecto, conocer las instalaciones en las
que se trabajó (Figura 10.1), fijar los roles de cada uno de los involucrados en el
proyecto, además se acordó que cada lunes se va a organizar una junta para
tener las diferentes actualizaciones de cada uno de los involucrados en el
proyecto.
Figura 10.1 Instalaciones de trabajo.
24
10.2 Elaboración de propuesta.
La propuesta planteada fue realizar un sistema de adquisición de datos por
medio de Bluetooth entre un controlador y un teléfono celular con sistema
operativo Android, el cual pueda obtener los datos de la temperatura del motor
(sensor LM34) , los datos de las RPM con un sensor de efecto hall (sensor
OH090U), posicionamiento global (GPS), los datos del acelerómetro y de
orientación del teléfono celular, y el estrés producido en un punto específico de
la estructura del PUP con una galga extensiométrica. Los datos anteriormente
descritos se deben de almacenar en un archivo de texto en el teléfono celular
con el formato CSV (por sus siglas en ingles Valores Separados por Coma) o se
pueden almacenar directamente en un servidor de Google Fusion Tables.
10.3 Diseño del proyecto.
Se realizó una comparación entre tres diferentes controladores para la
adquisición de datos, la comparación se puede observar en la tabla 10.1, la cual
muestra las características de cada controlador, cosas adicionales y las
principales ventajas/desventajas que caracterizan a cada controlador.
25
Tabla 10.1 Comparación entre controladores
24 bits de
resolución (0-3.3v)
10 bits de resolución (0-5v)
SALIDAS
ANALOGICAS
---
6 salidas (0-5v)
Bluetooth DAQ
8 canales de
entrada
diferencial ADC
11 bits de
resolución (+10V)
2 salidas (02.5v)
DIGITAL I/O
8 I/O (0-3.3v)
14 I/O (0-5)
8 I/O (0-5.5v)
SALIDA PWM
1 (0.05-35ms)
6 salidas (0-5v)
---
BLUETOOTH
Bluetooth 2.1
--5V (7-12V Jack)
Bluetooth 2.1
2 baterías (1.85.5volts)
JAVA, APP INVENTOR
JAVA
ENTRADAS
ANALOGICAS
Emanant380
6 canales de
entrada diferencial
ADC
ALIMENTACION 3.3V
SOFTWARE
P/PROGRAMAR Python , C#
PRECIO
Arduino/RedBoard
6 canales simples ADC
$159
$19.95
Adicionales
Bluetooth 2.1
WRL-12577
Bluetooth
SparkFun
3.3-6v
tamaño 45x16x4mm
precio $24.95
26
$199
Ventajas
-Se pueden agregar más
adicionales
-Alta resolución
- ADC Diferencial
-Puente de
Wheatstone
-Menor construcción
de hardware
-Fácil programación
-+ 10 volts
Librerías JAVA
-Barato
Desventajas
-Precio elevado
-se debe de crear
un arnés
-menor resolución
-Precio elevado
-más tiempo de ensamble
-necesita un puente de
Wheatstone
-necesita opamp, resistencia,
capacitor, etc.
Se escogió el RedBoard debido al precio que tiene, es barato en
comparación de otros controladores, además de que en el proyecto se debe de
gastar lo menos posible en los componentes para la fabricación. La
configuración entre Arduino y RedBoard es la misma, la diferencia son los
fabricantes uno es Arduino y otro es SparkFun (RedBoard).
El RedBoard necesita un módulo de Bluetooth para la comunicación con
Android, se seleccionó el módulo SparkFun Bluetooth Mate Silver debido a que
SparkFun lo recomienda para conectarse con el RedBoard. Cada uno de estos
módulos tiene un transceptor Bluetooth en él, lo que significa que son capaces
tanto de los datos de envío y recepción. Los dispositivos pueden comunicarse a
18 metros de distancia el uno del otro. Además, estos módulos son también
27
muy fácil de usar, se pueden enviar datos a través de una interfaz en serie a
través de cualquier módulo de Bluetooth al que está conectado. La conexión
entre Arduino/RedBoard y el módulo Bluetooth es la mostrada en la figura 10.2.
Figura 10.2 Conexión Arduino/RedBoard y modulo Bluetooth
Se optó por un sensor de efecto hall para medir las RPM del motor, para
saber a cuantas RPM trabaja el motor se investigó la hoja de datos del
fabricante (figura 10.3). El motor a utilizar es el YANMAR L100v, las RPM van
de 1000 a 4000 dependiendo del acelerador del motor. Los datos de las
revoluciones del motor se van a obtener cada segundo, por lo tanto, se dividió
la mayor cantidad de RPM para saber cuántas revoluciones hay por segundo
4000
60
≈ 67. Se obtiene una frecuencia de 67 Hertz, al resultado obtenido se sacó
28
1
su recíproco para saber el tiempo (por la formula t = 𝑓), por lo tanto, cada
revolución se va a detectar a
1
67
≈ 14.95 ms; de acuerdo con la hoja de datos
del sensor OH090U la salida es constante en conmutación a frecuencias de
más de 200 kHz.
Figura 10.3 Gráfica de RPM del motor YANMAR L110V
29
En la hoja de datos del fabricante viene la conexión del sensor de efecto
hall la cual es mostrada en la figura 10.4.
Figura 10.4 Conexión de sensor de efecto hall.
El sensor de temperatura a escoger fue el LM34 debido a que su salida es
lineal a los cambios de temperatura (10mV por °F). El sensor LM34 no requiere
ninguna calibración externa o recorte para proporcionar precisiones típicas de ±
1/2 °F a temperatura ambiente y ± 1-1/2 °F sobrepasando los rangos de -50 °F
a 300 °F. El diagrama a utilizar del sensor LM34 se muestra en la figura 10.5.
Figura 10.5 Conexión LM34
Para medir la deformación producida en un punto específico de la
estructura del PUP se utilizó una galga extensiometrica. Para ello se estudió el
tema.
De acuerdo a Johnson (2006) el factor galga es la relación entre la tensión
y el cambio de la resistencia (figura 10.5). Las impurezas en el metal, el tipo de
30
metal, y otros factores conducen a pequeñas correcciones. Una especificación
de SG siempre indica la relación correcta a través de la declaración de un factor
∆𝑅/𝑅
𝐺𝐹 = 𝑆𝑡𝑟𝑎𝑖𝑛, donde DR / R = variación
de galga (GF), que se define como
relativa de la resistencia de calibre debido a la tensión y Strain = Dl / l =
variación relativa de longitud. Para medidores de metal, este número es
siempre cerca de 2.
Acondicionamiento de Señal.
Dos efectos son críticos en las técnicas de acondicionamiento de señal
utilizados en las galgas. La primera son los cambios pequeños y fraccionarios
en la resistencia que requieren circuitos de medición de resistencia diseñados
cuidadosamente. Un buen sistema de galgas puede requerir una resolución de
deformación de 2 mm/m. El segundo efecto es la necesidad de proporcionar
alguna compensación por efectos de la temperatura para eliminar los cambios
de deformación.
El puente de Wheatstone proporciona la respuesta a ambos efectos. La
sensibilidad del puente de Wheatstone para la detección de pequeños cambios
en la resistencia es bien conocido. Además, mediante el uso de una galga
dummy (figura 10.6) podemos proporcionar la compensación de la temperatura
requerida. En particular, la galga dummy está montado en una orientación
insensible (figura 10.6), pero en la misma proximidad que la galga activa (active
gauge). Ambas galgas cambian su resistencia por cambios de temperatura pero
31
el detector no responde a un cambio de deformación en ambas galgas, sólo la
galga activa responde a la deformación. Esto se llama un puente de un solo
brazo debido a que los cambios de resistencia están dados en RA/R2.
Figura 10.6 Compensación de Temperatura
La sensibilidad de este puente a la tensión se puede encontrar bajo la
ecuación para el puente de tensión de offset. Para el equilibrio del puente
deben de ser los mismos valores de la resistencia, R1 = R2 = RD = R (la
resistencia nominal de la galga no deformada). Por lo tanto, la resistencia activa
de la galga extensiometrica está dada por 𝑅𝐴 = 𝑅(1 +
𝑅𝐷
puente es dado por ∆𝑉 = 𝑉𝑠 [𝑅𝐷+𝑅1 −
𝑅𝐴
∆𝑅
𝑅
) y la tensión nula del
]. Si se realizan sustituciones con
𝑅𝐴+𝑅2
las formulas anteriormente, la tensión puede ser mostrada por
∆𝑅
𝑅
∆𝑅
1+
𝑅
≈−
𝑉𝑠
4
∗
∆𝑅
𝑅
, donde la aproximación es óptima para
∆𝑉 = −
𝑉𝑠
4
∗
(DR / R) <1.
Sustituyendo la ecuación del factor galga permite la expresión de ∆V en
términos de la deformación ∆𝑉 = −
𝑉𝑠
4
𝐺𝐹
32
∆𝑙
𝑙
.
De acuerdo a la Ley de Hook (figura 10.7): En la zona elástica del material,
la deformación unitaria (ε) es proporcional a la tensión o el esfuerzo (σ).
𝜀=
𝜎
𝐹/𝐴
=
𝐸
𝐸
Donde:
ε = Deformación unitaria. Se expresa en microdeformaciones (1µε = 10-6 m/m,
una deformación de una micra respecto a un metro). 𝜀 =
∆𝑙
𝑙
F = Fuerza aplicada.
E = Módulo de elasticidad o módulo de Young del material.
A = Área del material.
σ = F/A = Esfuerzo axial.
Figura 10.7 Ley de Hook
El acero tiene un módulo de Young de E = 2 x 10 10 N/m2, y el área del
ángulo de acero con el que se trabajó es de 1.71 cm2 (sus medidas son 3cm de
33
alto, 3cm ancho y 3mm de espesor, de acuerdo a un estudio de simulación
realizado por el alumno Jeremy Robinson, de la universidad de Purdue, la
fuerza máxima aplicada en la estructura es de 7000 lb. A las 7000 lb se le
sumaron 1000 lb más, por un factor de seguridad tanto mecánico como en la
señal analógica en la circuitería, por lo que se deben de detectar desde 0 lb
hasta 8000 lb.
Se obtuvo cuantas microdeformaciones se deben de detectar a 8000lbf con
los datos y la ecuación anteriormente descrita.
E = 2 x 1010 N/m2
A = 1.71 cm2 = 0.000171 m2
F = 8000 lb = 35587.7728 N
35587.7728 𝑁
𝜀 = 0.000171 m²
2 x 10^10 N/m²
𝜀 = 10405.196 µε
La galga que se utilizó en el proyecto fue la EA-06-250TA-120, tiene una
resistencia de 120.0Ω ± 0.4%, con un GF de 2.085 ± 0.5%, y una tensión
aplicada al puente de 9 volts. Para equilibrar el puente, se utilizaron resistencias
de precisión de 120Ω.
Sin ninguna fuerza aplicada no habrá deformación, por consiguiente el
puente estará balanceado, cuando la fuerza sea aplicada abra una deformación
∆𝑅/𝑅
y el cambio de la resistencia estará dada por 𝐺𝐹 = 𝑆𝑡𝑟𝑎𝑖𝑛 por lo tanto:
34
∆R = (GF) (Strain) (R)
∆R = (2.085) (10405.196 µε) (120 Ω)
∆R = 2.603379
RA = ∆R + R = 2.60 Ω +120 Ω = 122.60 Ω.
Al aplicar 8000 lb se obtendrá un cambio de 2.603379 Ω en la galga
extensiometrica (RA), quedando una resistencia de 122.60 Ω.
𝑅𝐷
Se resuelve la ecuación ∆𝑉 = 𝑉𝑠 [𝑅𝐷+𝑅1 −
𝑅𝐴
], con una tensión de
𝑅𝐴+𝑅2
entrada de 9v.
∆𝑉 =
120 (9)
122.60 (9)
−
120 + 120 122.60 + 120
∆𝑉 = 4.5 − 4.5482227
∆𝑉 = −0.048227
La tensión de offset del puente es de 0.048289 V. Se calculó la sensibilidad
del puente con la fórmula ∆𝑉 = −
𝑉𝑠
4
𝐺𝐹
∆𝑉 = −
∆𝑉 = −
∆𝑙
𝑙
, de la siguiente manera:
𝑉𝑠
∆𝑙
𝐺𝐹
4
𝑙
9
∆𝑙
2.085
4
𝑙
∆𝑉 = −4.6
∆𝑙
𝑙
Por lo tanto, cada microdeformación está dada por solo 4.6 µV del puente.
Con los datos de la tensión de offset y la tensión por cada microdeformación se
comprueba la deformación a la que se está sometiendo.
35
𝜀=
−0.048227 𝑉
−0.0000046 V
𝜀 = 10484 µε ≈ 10405 µε
Los valores de tensión son demasiados pequeños para que el controlador
detecte los cambios, el mínimo es de 4.6 µV para 0 lb y 48.227 mV para 8000
lb, por lo que se realizó un amplificador diferencial con ganancia de 100 para
amplificar el mínimo y el máximo, quedando un intervalo de medición de 0.46
mV a 4.8227 V (0 v – 5 V).
Se simuló en Proteus el circuito que se utilizará para la medición de las
deformaciones. En la figura 10.8 se muestra un regulador de voltaje de 12 V a 9
V, alimentando el puente de Wheatstone y el amplificador operacional, además
de simular la fuerza de 8000 lb y la salida la tensión aproximada anteriormente
calculada a dicha fuerza.
Figura 10.8 Circuito medidor de deformación.
36
En la figura 10.9 se muestra el diagrama completo a realizar para la aplicación.
Figura 10.9 Diagrama a utilizar
10.4 Cotización y compra de materiales.
En esta etapa se realizó una lista de cada uno de los materiales necesarios
para el proyecto. Se realizó la orden de compra a cada uno de los distribuidores
para poder elaborar el proyecto. La lista de materiales a pedir a cada
distribuidor se puede observar en el capítulo IX de la presente memoria.
37
10.5 Ensamble de componentes.
En este apartado se muestra el ensamble de los componentes de
acuerdo con el diagrama de la figura 10.8. Se realizó el ensamble de los
componentes eléctricos en dos PCB’s, en un PCB se montó el puente de
Wheatstone cerca de donde se colocaron las galgas extensiométricas, esto
para no modificar la resistencia en el puente de Wheatstone con la resistencia
de la longitud de los cables. En el otro se montó el RedBoard con el módulo de
Bluetooth para ser el Sistema de Adquisición de Datos.
En el primer PCB (figura 10.10) se soldó el puente de Wheatstone y la
configuración del amplificador operacional mostrado en la imagen 10.8,
Figura 10.10 Primer PCB
En el segundo PCB se soldó el RedBoard y el módulo de Bluetooth, en
este PCB se van a conectar las diferentes entradas digitales y analógicas con el
diagrama anteriormente descrito (figura 10.11).
38
Figura 10.11 Segundo PCB
Soldados los PBC´s se realizó el montaje de ellos en las cajas Pelican
(figura 10.12) para proteger los circuitos contra el agua, se conectaron los
sensores y se interconectaron los circuitos entre ellos con el diagrama de la
figura 10.8. El color de los cables que se utilizó para conectar los sensores fue
rojo-5 V, negro-0 V, blanco-señal analógico o digital.
Figura 10.12 Montaje en cajas Pelican.
39
10.6 Diseño de la Aplicación Android.
La aplicación Android se desarrolló en la plataforma “App Inventor 2”. En
App Inventor hay diferentes elementos (figura 10.13) a elegir para crear la
aplicación conforme a lo requerido entre ellos están botones, textbox,
notificaciones, arreglos (sirven para acomodar los diferentes elementos, ya sea
en posición vertical u horizontal), sensores del teléfono celular (GPS,
acelerómetro, reloj interno, orientación), conexión Bluetooth y conexión con
LEGO® MINDSTORMS®.
Figura 10.13 Paleta de elementos App Inventor
La aplicación App Inventor además cuenta con la pantalla principal del teléfono
móvil,
40
Al momento de Iniciar un nuevo proyecto se da clic en “Project” y después se
elige la opción “Start New Project” (Figura 10.14).
Figura 10.14 Inicio de nuevo proyecto
Después de completada la acción anterior aparece una ventana emergente
y se ingresa el nombre de la aplicación a realizar.
El diseño de la aplicación se ve mostrada en la figura 10.15 y figura 10.16.
En la pantalla principal se observa los componentes a insertar, a los botones se
les insertó imágenes de acuerdo a las diferentes necesidades. Los
componentes dentro de un rectángulo de color rojo son botones, el botón de
Bluetooth (figura 10.15) te permite conectar con el teléfono celular, los botones
mostrados en la figura 10.16 sirven para guardar los archivos en el teléfono
celular o poderlos subir a la nube. Los componentes dentro de un rectángulo
verde son imágenes y sirven para saber que variable es medida. Los
41
componentes dentro de un rectángulo morado sirven para visualizar los datos
adquiridos, los datos tienen un tiempo de adquisición de 1 segundo. Debajo de
la pantalla principal se observan los sensores utilizados, los cuales fueron: 6
relojes, 1 Bluetooth, 1 GPS, 1 acelerómetro y 1 sensor de orientación, 1 file, y 1
control de Fusion Tables, todos estos sensores se encuentran integrados en el
teléfono celular.
Figura 10.15 Primera parte pantalla de aplicación.
42
Figura 10.16 Segunda parte pantalla de aplicación.
En la figura 10.17 se muestra el código para conectarse vía Bluetooth. Al
momento de presionar el botón de BLUETOOTH SELECT se deberá
seleccionar el dispositivo Bluetooth al cual se quiere acceder. Una vez
seleccionado el dispositivo se debe de oprimir BT_OFF para conectarse al
módulo de Bluetooth y así inicia la transmisión de datos entre el módulo de
Bluetooth y el teléfono celular, además se inician los relojes para enviar y recibir
datos. Para parar la comunicación Bluetooth se oprime el botón BT_ON.
43
Figura 10.17 Código comunicación Bluetooth.
Una vez conectado por medio Bluetooth se envían datos hacia el
controlador para que nos mande los datos que necesitamos. En la figura 10.18
se muestran los diferentes datos que se envían en los diferentes bloques. Los
datos que se reciben se guardan en las variables: temperture, hall_effect,
strain_gauge y se muestran en la aplicación.
44
Figura 10.18 Bloques de datos enviados y recibidos.
Para obtener los datos de los sensores del teléfono celular se utilizaron los
bloques en la figura 10.19, los datos se obtienen cada vez que las lecturas de
los sensores cambian. Al momento de cambiar las lecturas se muestran los
datos en la pantalla principal de la aplicación.
45
Figura 10.19 Datos obtenidos sensores del teléfono.
Para guardar los datos sin necesidad de WiFi o un plan de datos en el
teléfono celular se utilizaron los bloques y los botones descritos en la figura
10.20. Los datos de las variables se guardan en un formato de valores
separados por coma (CSV), en la aplicación se debe de ingresar primero el
nombre del archivo y crear un nuevo archivo.
De la paleta de funciones en la pantalla de “Designe” de app inventor se
selecciona la función “Storage” y después se arrastra hasta la pantalla de la
46
aplicación. Se utilizó un “timer” para guardar en determinado tiempo los datos
de la aplicación.
Figura 10.20 Bloques utilizados para guardar archivos de texto
47
En la figura 10.21 se muestra cuando el botón save_data es presionado, se
muestra invisible y el botón stop_data se muestra visible, lo mismo es en caso
contrario para detener el almacenamiento de los datos, se presiona stop_data y
se vuelve invisible y se vuelve visible save_data. En la figura 10.21 se muestra
los botones para empezar y detener el almacenamiento de datos en el teléfono
celular.
Figura 10.21 Botones save and stop data.
48
Para cargar a una base de datos desde cualquier ordenador se abre
Google Drive y se conecta en teléfono celular a la computadora. Se da clic en
“Nuevo” y se selecciona la opción de tablas dinámicas de Google como se
muestra en la figura 10.22
Figura 10.22 Google Drive
Una vez seleccionada esa opción aparecerá una nueva ventana (figura
10.23), se escoge el archivo guardado en el teléfono celular, se da clic en “Next”
y se guardan los datos obtenidos en formato de archivo de texto almacenado en
el teléfono celular.
49
Figura 10.23 Selección de archivo desde celular
La forma anteriormente se realizó si el dispositivo no se encuentra
conectado a una red WiFi o si no cuenta con un plan de datos. Se diseñó en la
aplicación una forma de subir los datos directamente en la nube (con WiFi o
plan de datos) en Google Fusion Tables las cuales se almacenan en Google
Drive.
50
Se accedió en Google APIs Console para poder habilitar Fusion Tables API
en Google Drive, para esto se necesita tener una cuenta en Google y acceder
Google APIs Console como se muestra en la figura 10.24.
Figura 10.24 Activar Fusion Tables en Google
51
Una vez ingresando en Google APIs Console se busca la palabra Fusion
Tables después se selecciona (figura 10.25) y se habilita para poder tener
almacenamiento en la nube de Google Drive.
Figura 10.25 Habilitación de Fusion Tables API
Después de habilitar Fusion Tables API escogemos las credenciales en el
menú de la izquierda y se crea una clave para el acceso a la API pública. En la
figura 10.26 se muestra la clave de la API creada, la clave de la API se debe
guardar al momento de crear el diagrama de bloques pues es necesaria para la
aplicación
52
Figura 10.26 Clave de la API
Se accedió de nuevo a la página de Google Drive como se muestra en la
figura 10.23 pero en vez de seleccionar un archivo desde la computadora, se
crea una nueva Fusion Table. Creada la Fusion Table se llenaron las columnas
con los nombres que se muestran a continuación en la figura 10.27.
Figura 10.27. Llenado de columnas
53
Llenadas las columnas se busca el ID de la tabla como se muestra en la
figura 10.28, el ID de la tabla se debe de guardar debido a que posteriormente
en el código de bloques se utilizará. Para ver el ID se seleccionó File >About
this table. El ID de la tabla se utilizó para guardar la información en la tabla, y el
API KEY se utiliza para almacenar los valores en google drive para una cuenta
especifica.
Figura 10.28 ID de la tabla
Se realizó el diagrama a bloques que se describe en la figura 10.29, en
este diagrama de bloques se introdujeron el API KEY y el ID de la tabla para
guardar en esa tabla y en esa cuenta de Google los datos adquiridos, al
54
momento de presionar el botón para subir los datos en la nueve se activa un
reloj y cada determinado tiempo sube estos datos a la nube. Los datos a subir
deben de estar separados por comas y encerrados entre comillas (‘dato’,
‘dato2’, ‘dato 3’).
Figura 10.29 Programación para almacenamiento en la nube.
55
10.7 Programación controlador.
El software que se utilizó para programar fue Arduino debido a que
RedBoard es compatible con Arduino. A continuación se describe el código que
se utilizó para la programación.
#include <SoftwareSerial.h>
char data;
int bluetoothTx = 2; // TX-O pin of Bluetooth mate, Arduino/RedBoard D2
int bluetoothRx = 3; // RX-I pin of Bluetooth mate, Arduino/RedBoard D3
int led = 13; //output 13
int hall_effect = 4; //input 4
int count_after = 1, count_before = 0, y = 0, z = 0; // n and (n-1) moving
average formula
float mark1 = 0, mark2 = 0 , x = 0, temp = 0 , in_temp = 0, fahrenheit = 0 ;
//variables temperature
float mark3 = 0, mark4 = 0 , x1 = 0, stress = 0,in_stress = 0 ; //variables stress
const int input_temp = A5; //analog input temperature
const int input_stress = A4; //analog input stress
int sensor_hall = 0, rev = 0, RPM = 0, mem = 0; //variables hall effect sensor
//
x(n-1) + y
// moving average filter formula = ------------- = x
//
n
SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx);
void setup()
{
bluetooth.begin(115200); // The Bluetooth Mate defaults to 115200bps
pinMode (led,OUTPUT);
pinMode (hall_effect,INPUT);
}
void loop()
{
//begin moving average filter temperature
y = analogRead(input_temp);
in_temp = ( 500 * y) / 1023;// convert binary data to voltage value
56
fahrenheit = (in_temp * 1.8) + 32;
mark1 = x * count_before;
mark2 = mark1 + fahrenheit;
x = mark2 / count_after;
temp = x;
//begin moving average filter stress
z = analogRead(input_stress);
in_stress = ( 500 * z) / 1023;// convert binary data to voltage value
mark3 = x1 * count_before;
mark4 = mark3 + in_stress;
x1 = mark4 / count_after;
stress = x1;
//begin n and n-1 values
delay (1); //wait 1 miliseconds
count_after = count_after + 1;
count_before = count_after -1;
if (count_after == 5000) { count_before = 0; count_after =1;}
//end filters
//begin hall effect sensor
sensor_hall = digitalRead(hall_effect);
if (sensor_hall == HIGH && mem == 0) { mem = 1; }
if (sensor_hall == LOW && mem == 1) {rev = rev + 1; mem = 0;}
RPM = rev * 60;
if(bluetooth.available()) // If the Bluetooth (Android) sent any characters
{
data = bluetooth.read(); //Read Data
if (data == '1'){digitalWrite(led, HIGH);
bluetooth.print(temp); }
if (data == '2'){digitalWrite(led, LOW);
bluetooth.print(RPM); rev = 0; }
if (data == '3'){digitalWrite(led, LOW);
bluetooth.print(stress); }
} //end if bluetooth.available
}// loop forever and ever!
57
10.8 Instalación en el PUP.
En este apartado se instalaron los componentes en el PUP. En la figura
10.30 se muestra el montaje del sensor de efecto hall. Se pegaron 3 imanes en
una polea directamente de la flecha del motor hacia la transmisión. Se soldó un
pedazo de ángulo de acero, se perforó y se colocó un tornillo para tener un
ajuste de posición
Figura 10.30 Montaje de sensor efecto Hall
Se montaron las galgas extensiométricas en el cuadro del PUP para medir el
estrés en dicha parte del cuadro (Figura 10.31).
58
Figura 10.31 Montaje de galgas extensiométricas.
Se montó el sensor de temperatura en el interior del motor, para esto se
recubrió de un pegamento para juntas de alta resistencia al calor. Se introdujo
en la ballesta del aceite para poder medir la temperatura interior del motor
(figura 10.32).
Figura 10.32 Montaje sensor de temperatura.
59
Se montaron las cajas Pelican en el PUP. Una caja Pelican se montó cerca
de las galgas extensiométricas y la otra caja Pelican se montó a la intemperie
cerca de la palanca de velocidades (figura 10.33).
Figura 10.33 Montaje de cajas Pelican.
Para la alimentación de los circuitos, se usó un interruptor con listón rojo
mostrado en la figura 10.34. Este interruptor al estar abajo están apagados los
circuitos y al estar arriba se encienden los circuitos.
Figura 10.34 Interruptor de encendido
60
10.9 Pruebas y ajustes.
En este apartado se hicieron las pruebas y ajustes a los programas de
Android y del RedBoard para garantizar el correcto funcionamiento. Primero se
conectó el teléfono celular con el modulo Bluetooth, para ello se buscó el
módulo Bluetooth por su nombre, el cual está dado observando la etiqueta del
módulo Bluetooth (figura 10.35). Se pueden observar las iniciales del modelo
(RN), la comunicación que es por Bluetooth (BT) y los 4 últimos números de la
Mac ID (8E49). El nombre del Bluetooth es RNBT-8E49.
Figura 10.35 Etiqueta Bluetooth
Se buscó en el teléfono celular el nombre del módulo Bluetooth, se
seleccionó el nombre del módulo para crear la paridad entre los dispositivos. La
contraseña por default de esté módulo es 1234. Una vez ingresada la
contraseña el nombre aparecerá en los dispositivos con paridad como se
muestra en la figura 10.36.
61
Figura 10.36 Conexión Bluetooth entre módulo y Android.
En el programa de App Inventor se redujo el tiempo de adquisición de
datos a 10 segundos para subir los datos a la nube, para almacenar los datos
en el teléfono se ajustó a un segundo. Se hizo un ajuste en los datos
recolectados por el sensor de efecto hall, al principio se colocó un solo imán en
la polea para detectar las RPM, conforme se realizaron las pruebas se
colocaron 3 imanes en la polea para detectar 3 veces por revolución. Se
hicieron las pruebas del sensor de temperatura con una referencia de un
termómetro digital. Con el GPS se recorrió una ruta para ver las posibles fallas
de distorsión en los puntos adquiridos (figura 10.37), además que el tiempo de
apagado de la pantalla se prolongó cada 30 minutos.
62
Figura 10.37 Pruebas de GPS
10.10 Capacitación del uso de la aplicación.
Se realizó una capacitación entre los integrantes del proyecto para mostrar la
aplicación realizada. En esta parte se explicó cómo realizar la comunicación
entre sus teléfonos celulares y el sistema de adquisición de datos, así como
también como guardar los datos en el celular y como poderlos subir a la nube.
Se mostró y se explicó el diagrama eléctrico para poder realizar varias réplicas
del sistema de adquisición de datos y poderlos instalar en los diferentes PUP´s
para los países en desarrollo.
63
XI. Resultados obtenidos
Tomando en cuenta los objetivos planteados en el capítulo IV los
resultados obtenidos fueron los siguientes:

Se realizó una cuenta en google para el Dr. Lumkes y su equipo de
trabajo pudieran visualizar los datos en el momento que lo requieran.

El tiempo de adquisición de datos de redujo a 10 segundos para poderse
subir a la nube y de un segundo para almacenar los datos en el teléfono.

Los costos de los materiales del sistema de Adquisición de Datos no
sobrepaso los $300 USD

El error del sensor de temperatura a temperaturas superiores de 150 °F
es de ±1%

Se concursó en una competencia llamada Basic Utility Vehicle Design
Competition 2015 en Batavia, Ohio donde se probó la aplicación y el
PUP guardados en la nube obteniendo el mapa de cada punto que se
recorrió (figura 11.1), gráficas de temperatura y estrés (figura 11.2) y
gráfica RPM (figura 11.3).

La pantalla de la aplicación de puede mostrar en la figura 11.14.

Se consiguió el primer lugar en la competencia Basic Utility Vehicle
Design Competition 2015.
64
Figura 11.1 Datos de GPS
Figura 11.2 Datos temperatura y estrés
65
Figura 11.3 Datos de RPM
Figura 11.4 Aplicación en teléfono celular.
66
XII. Conclusiones y recomendaciones
12.1 Conclusiones
La etapa más difícil fue la de realizar la aplicación para Android debido a
que no se tenían conocimientos acerca de ello, pero a base de responsabilidad
y de compromiso se logró cumplir el objetivo planteado. Para el ensamble es
importante tener las hojas de datos de los fabricantes y leer la mayor
información posible de una fuente confiable, además de que se deben de
utilizar diferentes softwares para llevar a cabo la simulación y el diseño.
El trabajo en equipo es lo más importante en todos los proyectos y sin el
trabajo de todos los integrantes no se hubiera logrado tener el primer lugar que
se consiguió en la competencia. Se ayudó a otras personas involucradas en el
proyecto cuando se necesitaba cumplir un objetivo en un tiempo determinado.
Me desenvolví en la comunicación con las personas que se estaba trabajando
logrando un ambiente favorable además que hice muy buenas amistades.
Durante el proyecto se practicaron los valores de solidaridad, respeto,
honestidad, perseverancia y disciplina entre todos los miembros del equipo
logrando una madurez y conociéndome a mí mismo. Se necesita tener
compromiso y responsabilidad en cada actividad a realizar.
12.2 Recomendaciones
Se puede montar otra antena Bluetooth con más alcance, esta antena
Bluetooth permite una comunicación de 10 metros entre los dispositivos.
67
Se pueden añadir 4 sensores analógicos más para obtener mediciones
de diferentes variables, además que en un futuro se pueden controlar o
accionar diferentes dispositivos para ejercer un control en el PUP.
Se puede editar la aplicación para obtener más datos en caso de ser
necesario, modificar las leyendas de los datos recibidos o añadir más pantallas
para diferentes acciones. Se puede correr la aplicación en tabletas y así se
mejoraría el espacio entre cada uno de los componentes gráficos de la
aplicación.
68
XIII. Anexos
13.1 Anexo 1
Figura 13.1 Hoja de datos modulo Bluetooth.
69
13.2 Anexo 2
Figura 13.2 Conexión modulo Bluetooth SparkFun.
70
13.3 Anexo 3
Figura 13.3 Conexión RedBoard SparkFun.
71
13.4 Anexo 4
Figura 13.4 Hoja de datos LM34.
72
13.5 Anexo 5
Figura 13.5 Hoja de datos OH090U.
73
XIV. Bibliografía
Creative Commons. (2014). Api guides. Retrieved Febrero 4, 2015, from
Android Developer:
http://developer.android.com/guide/topics/ui/index.html
Creative Commons. (2014). Bluetooth, Api Guides. Retrieved Febrero 4, 2015,
from Developer Android:
http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth.html
David Wolber, H. A. (2014). App Inventor 2. In Create your own Android Apps.
(p. 360). O'Reilly Media, Inc.
Emant Pte Ltd Co. (2002). EMANT380 Bluetooth Wireless. Retrieved Febrero
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Roberts, R. (2011). Google App Inventor. Packt Publishing Ltd.
Singh, G., & Singh, I. (2014). ANDROID OS BASED WIRELESS DATA
ACQUISITION SYSTEM VIA. International Journal of Research in
Engineering and Technology, 163-167.
74