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TDTA II

Dr. Emilio Vargas

Elaborado por: Cruz Alamilla Jorge Francisco

Díaz Morales Alexia

González Alvarado Orlando

Luna Ramos Javier Iván

Martínez Guzmán Pablo Luis

Martínez Sánchez David Misael

Morán Carranza Dan

Rivas Rosas Ana Cristina

Robles Martínez Lissette

Ruiz Aguilar Marco Julián

Sánchez Ramírez Raquel Berenice

Uvias Sánchez Getsemaní

Villanueva García Juan Pablo

Universidad Autónoma de Querétaro

Facultad de Ingeniería

Querétaro, Qro.

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 3

OBJETIVOS 3

JUSTIFICACIÓN 4

DESARROLLO HISTÓRICO (MARCO TEÓRICO) 4

MECÁNICA 7

SOFTWARE Y PROGRAMACIÓN 8

DISEÑO DEL PROTOTIPO. 9

DISEÑO DE LA INTERFAZ 15

COMPONENTES ELECTRÓNICOS Y SIMULACIÓN 18

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 24

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 25

ANEXOS. 27

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TDTA II DISPENSADOR DE ALIMENTO PARA MASCOTAS

Introducción

Como parte de la materia de TDTA II, se pretende desarrollar un dispensador de alimento para mascotas y así generar un producto que satisfaga ciertos aspectos de las necesidades alimenticias de la mascota de manera eficiente y que facilite al cliente la manera en que se lleva a cabo. Inicialmente el trabajo había sido dividido en 3 secciones, Electrónica, Software y Mecánica, donde se realizaron investigaciones por equipo, dicha información será incluida también en este documento. El trabajo a desarrollarse para final del curso implica un diseño digital del dispensador de alimento, el diseño básico de la interfaz que será utilizada en el smartphone para control del dispensador, y el desarrollo del presente documento. Éste incluirá también otros aspectos que serán de utilidad una vez que sea retomado el proyecto, los mismos que se busca establecer desde ahora, para su posterior implementación. Dicho esto, se abordará aquí el planteamiento del proyecto, las especificaciones, así como información y registro de cómo se han y se planean llevar a cabo las actividades tanto hechas como futuras.

Objetivos

Objetivo general. Desarrollar un aparato dispensador de alimento para mascotas que pueda ser controlado y configurado a partir de una aplicación de smartphone, en la cual el cliente pueda establecer horario de comida, y porciones que se depositarán para la mascota.

Objetivos específicos

• En cuanto al sistema mecánico, diseñar un mecanismo que se acople al sistema electrónico, para que dependiendo de este suministre la cantidad determinada de comida.

• En el sistema electrónico, programar un dispositivo de control programable, en este caso un microcontrolador.

• Respecto al software, diseñar y programar una interfaz básica en Android Studios que nos permita interactuar con nuestro dispositivo, con el cual se podrá controlar el suministro de alimento al animal cada periodo de tiempo que el dueño de la mascota establezca.

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Justificación

"En México, no existe un censo sobre mascotas o animales domésticos. Sin embargo, la Asociación Mexicana de Médicos Veterinarios Especialistas en Pequeñas Especies (AMMVEPE) estima que hay alrededor de 28 millones". Así figura en un dictamen de agosto del 2016 del Congreso mexicano que exhortó a los gobiernos estatales a realizar campañas de esterilización canina y de adopción de perros en situación de calle.

“Un estudio exhaustivo que realizó una empresa de alimentos para mascotas y en el que se encuestó a 25 mil hogares del país, concluyó que 80% cuentan con un animal de compañía, de los cuales 12.8% tienen gatos”, informó el médico veterinario zootecnista Edgar Islas Calderón. Por lo tanto, se puede asumir que más del 70% corresponde a perros y gatos. De acuerdo a estos datos también se sabe que alrededor del 80% de los dueños laboran en un horario de aproximadamente 10 horas al día, lo que implica que sus mascotas se quedan solas durante este lapso de tiempo. Es por ello que hemos decidido enfocar nuestro proyecto hacia estas personas que tienen una mascota pero que por factores fuera de su alcance no pueden estar al pendiente de ellas en todo momento. El desarrollo de un dosificador de alimentos para mascotas es la mejor opción para poder brindar nuestra ayuda y nuestros conocimientos en la generación de un producto que beneficie a todas esas personas que cuentan con una mascota y para que sin necesidad de estar con ella en todo momento puedan seguir proporcionándole todas sus necesidades y poder darle una mejor calidad de vida.

Desarrollo Histórico (Marco teórico)

Los dispensadores de alimento para perros se ha vuelto una herramienta, hasta cierto punto necesaria en la vida de quienes tienen la fortuna de tener con ellos un perro. Ahora bien, gracias a todos los avances tecnológicos que han permeado la creación de nuevos dispositivos que van acoplándose a las necesidades del consumidor se han diseñado diferentes prototipos y muchos de ellos ya están dentro del mercado.

Los diseños de los dispensadores varían desde sus componentes electrónicos, mecanismos de suministro, estética, hasta para que tipo de perros y alimentos están hecho. Por lo que, en esta sección abordaremos las diferentes variantes que existen de los componentes necesarios y cómo es que algunos se acoplan a nuestro diseño prototípico. De la misma manera, presentaremos las consideraciones que se deben de tener para el diseño, como la cantidad de alimento y agua que debe consumir un perro dependiendo de su raza, el tamaño, la edad, etc.

Mecanismos de dosificación:

Los mecanismos de dosificación son aquellos dispositivos utilizados para regular el despacho de un producto.

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Existen diferentes tipos que se clasifican de acuerdo al modo de servicio y naturaleza de sustancia a procesar. Cabe mencionar que para el trabajo de croquetas se trabajan los dosificadores volumétricos de sólidos secos, que son los que abordaremos en esta sección.

• Tornillo sin fin:

Tornillo sin fin colocado en la parte inferior de la tolva que libera un volumen determinado de producto por cada vuelta. La cantidad de vueltas por tiempo, y con ello la porción de alimento, del tornillo se maneja con el control de velocidad de un motor.

• Compuerta rotativa:

El elemento principal es una compuerta rotativa de construcción simple, pero de menos precisión que el mecanismo de tornillo sin fin. Con el movimiento de la compuerta se controla el despacho del producto, al igual que el mecanismo anterior esta es accionada con un motor cuya velocidad se controla externamente. Precisión dependiente del tamaño de hélices en las compuertas.

Se presenta a continuación la cantidad y frecuencia de alimento que se le debe dar a perros y a gatos según su tamaño, edad y peso. Esto será útil y habrá de considerarse cuando se programe tanto el dispositivo como la interfaz ya que deberá ser configurable para que cada cliente ingrese los datos de su mascota.

Perros

Cantidad de alimento diaria. Se puede dividir en opciones que indiquen bien el tamaño del perro, indicando el intervalo de peso en el que se encuentra cada tamaño de perro.

O bien, la segunda tabla (morada) indica intervalos de peso más reducidos, y por lo tanto ofrece opciones de ración diaria más precisas.

Frecuencia de alimentación (número de porciones al día). Ésta depende del tamaño y la edad del perro, por lo que se presentan las siguientes clasificaciones.

-Cachorros

Basado en franjas de edad. Sería poco probable para el proyecto del dispensador de alimento considerar las primeras tres opciones que siguen a continuación, ya que el perro es muy pequeño (en edad y tamaño probablemente) para adaptarse al perfil que requiere el dispensador.

Etapa de transición entre el destete y el paso a la alimentación sólida (alrededor de las 8 semanas) debes darle entre 4 y 6 comidas al día.

Entre las 8 semanas y los 3 meses puedes reducir a 4 comidas al día.

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Cuando cumpla 4 y hasta los 6 meses empieza a darle de 2 a 3 comidas al día.

Y, por último, a partir de los 6 meses, dos comidas al día (dependiendo de la raza).

-Perros de razas pequeñas

Lo mejor es que dividas su ración diaria en cuatro o cinco veces al día. -Perros de razas medianas

La mayoría de los perros adultos deben comer dos veces al día así que se tendrá que dividir la cantidad diaria en dos.

-Perros de razas grandes

Igual que con los perros medianos, lo ideal es dividir su ración en dos tomas. -Perros en la etapa senior

Igualmente, dos raciones al día, sin embargo, es recomendable cambiar el alimento específico para perros mayores.

En los anexos se puede encontrar una imagen, de la cantidad de alimento según edad y tamaño del perro. (ANEXO 1.1)

Gatos

La alimentación del gato, depende más de los hábitos del mismo, es difícil establecer un estándar, y la división de raciones depende también de esto.

Frecuencia de alimentación (número de porciones al día).

Gato pequeño (cachorro):

Lo ideal es que sea un mínimo de tres ocasiones.

Gato adulto:

Dos veces al día. Lo ideal es dejar unas ocho o doce horas entre la primera y la segunda ración de comida. Y llevar una rutina estable en la que el gato sea consciente de cuándo y cuánto tiene que comer.

En los anexos se puede encontrar una imagen, de la cantidad de alimento según edad y tamaño del perro. (ANEXO 1.2)

NOTA: La alimentación de los perros y gatos también puede variar de acuerdo al alimento que se le da al perro, dependiendo de los nutrientes y complementos que contenga, por lo que el usuario debería elegir en las opciones la que se adapte a lo marcado en la etiqueta del alimento aun si no coincide con la descripción del perro, puesto que el dispensador se maneja con sensores de masa para la distribución de las raciones.

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Mecánica

Tanques de almacenamiento

El alimento o agua cae por gravedad al mecanismo de dosificación, por lo que se debe de adaptar a su tamaño, densidad y peso. El material de construcción para los contenedores debe ser seleccionado de manera que…

• Garantice su resistencia al peso. •No modifique composición, color, sabor, ni olor del contenido. •Se buscará una calidad de plástico apto para mascotas. •Sean utilizados colores neutros para que no sea demasiado llamativo.

Suministro de agua conectado a la toma de agua Por su propia naturaleza el dispensador de agua conectado a la toma de agua general prescinde de bidones, puesto que elimina la necesidad de almacenar agua. Se alimenta directamente del agua que está presente en las instalaciones de la residencia. Es simple, discreto y evita tener que rellenar, además de que ahorra espacio. El dispensador está equipado de un mecanismo simple que extrae el agua de la red cuando se acciona el botón correspondiente. El agua no se almacena en la máquina, se trata de un auténtico servicio a demanda. Se puede integrar un sistema de filtrado mediante carbón activo que elimina del agua los contaminantes principales, como por ejemplo el cloro que se ha añadido al agua de la red tras su tratamiento en la estación depuradora.

Recipientes para depósito de alimentos

Para un diseño práctico del dispositivo este contará con los platos donde se verterá el alimento ensamblados al dosificador de los mismos, para así evitar cambios de lugar de los mismos y de la misma manera evitar que el alimento sea vertido fuera de ellos. También se añadirán sensores a los mismos para que cuando el plato esté lleno se bloquee el sistema y deje de verter, además de que el tamaño de los platos será de 3 veces la ración proporcionada para evitar el uso de este sistema y que la mascota obtenga el alimento proporcionado en cada ración

Lugar para los componentes eléctricos

El lugar planteado por el equipo para la colocación de los componentes electrónicos es en la parte interna y trasera del dosificador para evitar el daño de estos por parte de la mascota y el alcance para llegar a estos sea muy complicado, así como también estarán colocados en la parte alta del mismo y lejos de la toma y el dosificador de agua para en caso de fugas este no se vea dañado.

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Materiales Propuestos

Una vez estudiadas a profundidad las necesidades de los animales, se ha tomado la decisión de utilizar los siguientes materiales para la estructura del del dispensador de alimento:

• Compuesto de Polipropileno: será el plástico utilizado para las partes restantes del

dosificador, fue seleccionado debido a su resistencia a la humedad y componentes químicos, así como a su resistencia contra impactos fuertes.

• Acero inoxidable: Debido a sus características como: menor adherencia de la suciedad y agentes externos, rápida limpieza de la superficie, gran durabilidad, y mínimo mantenimiento, es el material propuesto para los recipientes del depósito de alimento.

• Acrílico: Este material conforma en gran parte a los tanques de almacenamiento.

Software y programación

Microcontrolador a utilizar El microcontrolador propuesto para utilizar en este proyecto es el pic18f4550 de Microchip, ya que se tienen conocimientos básicos previos sobre su programación. El datasheet del mismo se anexa a continuación: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39632e.pdf

Características generales del microcontrolador. • Cuenta con 40 pines • Dos módulos CPP (Capture/Compare/PWM) (PWM resolución: de 1 a 10 bits) • Hasta 13 canales analógicos (ADC Analog to Digital Converter) de 10 bits.

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La información adicional que se requiera sobre el microcontrolador durante el desarrollo del proyecto puede ser obtenida en el datasheet del mismo. Se usarán protocolos de comunicación serial, se propone RS232 para la transmisión y recepción de datos. Y comunicación mediante bluetooth la cual será tratada en la parte de electrónica. Es posible el uso de distintos softwares según se prefiera para la programación del microcontrolador.

Diseño del prototipo.

Se realizará un diseño del prototipo utilizando el software de AutoCAD. AutoCAD es un software del tipo CAD (Computer Aided Design) creado por una empresa norteamericana especializada en este rubro llamada Autodesk. Es utilizado habitualmente para el desarrollo y elaboración de complejas piezas de dibujo técnico en dos dimensiones (2D) y para creación de modelos tridimensionales (3D). Trabaja mediante la utilización de imágenes de tipo vectorial, pero también es capaz de importar archivos de otros tipos como mapas de bits, lo que le permite al profesional lograr un mejor dinamismo y profundizar en su trabajo, utiliza el sistema de capas, lo que le permite una libertad de trabajo y así tener bien organizados los diferentes elementos que conforman la pieza o plano que el usuario se encuentre desarrollando.

El prototipo se ha diseñado con la idea de los materiales que se presentaron ya en la sección de Mecánica de este documento, los cuales son: Acero inoxidable, Acrílico para el contenedor tanto de agua como de croquetas puesto que se buscaba un material que entre otras características fuera transparente y así generar confianza al cliente para la visualización del estado del alimento de la mascota y compuesto de polipropileno. Se realizó este diseño meramente conceptual puesto que aún no se encuentra dimensionado de manera tan precisa. Se muestra también el diseño del tornillo sin fin y del motor.

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El prototipo diseñado en AutoCAD es el siguiente:

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Diseño de la interfaz

Se desarrollará para su entrega durante este curso, (y se planea seguir desarrollando en su totalidad para el final del proyecto), un diseño básico de lo que se pretende para la interfaz de la aplicación para smartphone desde donde se podrá controlar y configurar remotamente el dispensador. Se realiza el diseño y programación de ésta mediante Visual Studio en conjunto con la herramienta de Xamarin

Visual Studio.

Es un conjunto de herramientas y otras tecnologías de desarrollo de software basado en componentes para crear aplicaciones eficaces y de alto rendimiento, permitiendo a los desarrolladores crear sitios y aplicaciones web, así como otros servicios web en cualquier entorno que soporte la plataforma.

Es un conjunto completo de herramientas de desarrollo para la generación de aplicaciones web ASP.NET, Servicios Web XML, aplicaciones de escritorio y aplicaciones móviles. Visual Basic, Visual C# y Visual C++ utilizan todo el mismo entorno de desarrollo integrado (IDE), que habilita el uso compartido de herramientas y facilita la creación de soluciones en varios lenguajes. Asimismo, dichos lenguajes utilizan las funciones de .NET Framework, las cuales ofrecen acceso a tecnologías clave para simplificar el desarrollo de aplicaciones web ASP y Servicios Web XML.

Xamarin. Xamarin es una plataforma de desarrollo que permite construir aplicaciones móviles multiplataforma. La principal ventaja de Xamarin es poder desarrollar aplicaciones que funcionen en cualquier tipo de dispositivo móvil (iOS, Android o Windows) con el mismo código de programación, escrito en el lenguaje C# con el framework .NET.

Visual Studio Tools for Xamarin.

Se pueden desarrollar una aplicación desde Visual Studio con Xamarin, ya que al tratarse de .NET se puede realizar un solo código base compartido .NET

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Manejo de interfaz

La interfaz de la aplicación es sencilla de interpretar, pues consistirá en cuatro diferentes pantallas:

1. Inicio de sesión.

2. Selección de dispositivo sobre el cual se desean ver o modificar datos.

3. Selección de mascota.

4. Manejo de los datos de dicha selección de mascota.

En la primera pantalla se solicita al usuario ingresar su correo con el que registró la cuenta y su respectiva contraseña.

Se tiene el propósito de que cada usuario proponga los horarios de alimentación de su o sus mascotas a su gusto, esto se logra mediante la sencilla propuesta de crear perfiles personales para cada persona.

Una vez que se haya ingresado el correo y la contraseña, el usuario debe seleccionar la opción de “Ingresar”, la cual nos llevará a la siguiente pantalla.

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La segunda pantalla muestra los dispositivos pertenecientes al usuario registrado, en este caso, los dispensadores de comida. Cercano o no el dispensador, los dispositivos se mostrarán en lista junto con una imagen como referencia del modelo de dispositivo. Estará acompañada de su nombre de identificación, así como su estado actual, es decir, si está conectado, desconectado, o en uso.

Una vez mostrados todos los dispositivos disponibles el usuario podrá seleccionar el que desee para que el teléfono se conecte automáticamente a el mismo, de esta manera el usuario será redirigido a la tercera pantalla de la aplicación.

En la tercera pantalla mostrarán los perfiles de las mascotas que se ya han sido registradas, dentro de dichos perfiles es donde se programará un horario de alimentación para cada mascota. De igual forma se encuentra un botón para comenzar a registrar a un nuevo animal.

Siguiendo la idea de personalización, el usuario podrá ingresar el nombre, foto, peso en kilogramos, tamaño o talla de su mascota, el tipo de dieta que va a seguir o directamente un horario fijo de alimentación de su mascota al momento de crear su perfil. Dicho perfil podrá ser modificable en cualquier momento desde el nombre de la mascota hasta el horario de alimentación.

Una vez que el usuario haya finalizado con el registro del perfil para su respectiva mascota, la aplicación guardará los datos para el uso correcto del dispensador de tal manera que éste proveerá de alimento a la mascota en base al horario ingresado.

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Componentes electrónicos y simulación

Componentes electrónicos.

• Sistema de alimentación: •

Será utilizada la corriente alterna ya que en el hogar se utiliza esta fuente de alimentación. Al tratarse de una entrada de corriente directa, la conexión del eliminador tiene una polaridad que debe ser respetada: el polo positivo debe ir al centro del conector.

• • HC-05 Bluetooth Module: •

Se utilizará este modo de comunicación con el microcontrolador, y cuenta con las siguientes características. Funciona como dispositivo maestro y esclavo bluetooth, es configurable mediante comandos AT, Bluetooth V2.0+EDR(Endpoint Detection and Response), su frecuencia de operación es de 2.4 GHz Banda ISM,Modulación: GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), tiene una potencia de transmisión <=4dBm, Class 2, cuenta con sensibilidad: <=-84dBm @ 0.1% BER, tiene seguridad de autenticación y encriptación, perfiles Bluetooth: Puerto serie bluetooth, distancia de hasta 10 metros en condiciones óptimas del ambiente. El diagrama de conexión de este dispositivo se muestra en el ANEXO 2.

• Motor a pasos:

Para la dosificación de croquetas un motor paso es el ideal para tener movimientos con mayor control. Mismo que moverá la parte mecánica encargada de la dosificación. Algunas características del motor a pasos unipolar son: mayor torque (mantiene firme al motor) , mayor anclaje debido a los embobinados, más pequeño, más barato, control de giro mediante PWM, además de la velocidad del mismo.

• DS3231 Módulo reloj en tiempo real

Para saber la hora a la que se suministrará el alimento, sus características comprenden lo siguiente: Alimentación 3.0 a 5 volts., exactitud de ±2ppm operando a una temperatura de 0°C a +40°C, el módulo cuenta con reloj DS3231 y memoria EEPROM I2C. Batería de respaldo incluida. Registro de segundos, minutos, horas, día de la semana, fecha, mes y año con compensación de años bisiestos hasta 2100. El DS3231 Incluye sensor de temperatura con exactitud de +/- 3 grados centígrados. Y 2 alarmas programables por hora/fecha.

• Sensor de masa y peso. Celda de carga.

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Es un transductor que convierte la fuerza aplicada sobre ella en una señal eléctrica medible. Celda de carga extensiométrica. Compuesto de 4 medidores internos, 2 medidores en tensión y 2 medidores en compresión, además un puente de Wheatstone. Se trabajaría con un amplificador: Celda de carga: Amplificador HX711 Voltaje de operación: 2.7v – 5.5v, Dimensiones: 35mmX20mm, Frecuencia: 50Hz – 60Hz, ADC Resolución: 24-bits, este Módulo HX711 es un transmisor para celdas de carga, permite obtener lectura confiables y con buena precisión. En el ANEXO 3 se ilustra este punto.

• NODEMCU placa de desarrollo con ESP8266.

Es una alternativa propuesta para la comunicación con el microcontrolador, teniendo como principio el Internet de las cosas IoT que es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Dispone de una conexión Wi-Fi en un microcontrolador. Programación directamente con el entorno de Arduino con lo que es el chip perfecto para desarrollar aplicaciones de IoT. Además de comunicación servidor-cliente. Ilustrado en el ANEXO 4.

Simulación de componentes electrónicos

Para el desarrollo del proyecto se emplea un microcontrolador de la familia Microchip, PIC18F4550, el cual permite actuar de acuerdo a las funciones programadas o establecidas para dicho dispositivo, tales como dispensar alimento o agua, así como también realizar una comunicación microcontrolador – usuario.

Unas de las principales funciones que ejecuta el microcontrolador tiene como objetivo activar y desactivar motores de corriente directa, con base a diferentes parámetros. Se propuso el control de un motor de corriente directa por modulación de ancho de pulso (PWM) para determinar el número de revoluciones por minuto en el eje del motor. El motor será acoplado al eje de un tornillo sin fin, éste a su vez será el encargado de dispensar en el plato de la mascota el alimento (sea croquetas). Como variable para determinar la cantidad de alimento dispensado, tenemos, el número de revoluciones por minuto del motor (a su vez en función al voltaje suministrado), de otro modo, el tiempo activo del motor.

Otra función principal, el suministro de agua en el plato de la mascota, será producto del movimiento de un motor a pasos, el cual, se encargará de “abrir la llave” para permitir el flujo de agua, y de “cerrarla” volviendo a su posición original. Para la activación del motor a pasos se usan 4 pines del microcontrolador, así como el análisis de la secuencia para activar las bobinas del motor y producir el giro en el eje en el sentido horario y antihorario.

La modulación del ancho de pulso será controlada por el pin 17 (CCP1) del microcontrolador, el cual se encargará de regular la velocidad de giro en el eje de motor. La activación de cada bobina en el motor a pasos, será efectuada en el puerto B, específicamente del pin B0 – B3.

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Figura 1 Pin 17 (Capture- compare and PWM) será encargado de activar el motor DC. El puerto B, del pin B0-B3 serán destinados a activar el motor a pasos.

Para evaluar el comportamiento de los motores que se usarán en el desarrollo del proyecto, se realizó una simulación usando el software Proteus, la simulación involucra el uso del microcontrolador, el motor de corriente directa y a pasos, además de comunicación serial RS232. La corriente que soporta el microcontrolador no es la adecuada para el consumo de los motores, por lo tanto, se usa transistores de potencia TIP120 como interruptores para la activación de los motores.

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Figura 2 Diagrama diseñado en el software de simulación Proteus para observar el comportamiento al activar los motores que serán usados en el desarrollo del proyecto.

El uso de la simulación permite observar las funciones programadas en el microcontrolador para la activación de los sistemas dispensadores, en este caso, los motores. Así, podemos observar cómo cada motor se activa por una opción ingresada mediante comunicación serial, y observar las señales enviadas por el microcontrolador. A continuación, se observan los resultados obtenidos y el comportamiento de dichas funciones.

Figura 3 Imagen obtenida del software de simulación, se observa que no hay ninguna señal enviada por el microcontrolador, ya que se espera recibir un carácter de la terminal para activar una función (1 o 2).

Figura 4 Imagen obtenida del software de simulación. Se observa la señal enviada por el microcontrolador (osciloscopio virtual del lado izquierdo) por medio del pin 17 (PWM), el cual se encuentra con un ciclo de trabajo del 50%.

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Figura 5 Imagen obtenida del software de simulación. Se observa el tren de pulsos enviado por cada pin (osciloscopio virtual del lado derecho) para generar una secuencia que habilite al eje del motor girar en sentido antihorario.

El uso de la simulación nos permite inspeccionar con mayor detalle el comportamiento que genera el código desarrollado para el microcontrolador, así como conocer la forma correcta de conectar los componentes.

Circuito de alimentación para electroválvula y microcontrolador

Componentes

· Transformador de 120V AC a 20V AC

· Puente de Diodos LN400

· Capacitor Electrolítico 1000µF

· Capacitor cerámico de 100nF

· Capacitor Cerámico de 10nF

· 2 Diodos LN4007

· 1 Resistencia de 10 Ω

· 1 Transistor Regulador de voltaje L7812

· 1 Transistor Regulador de voltaje L7805

El circuito se compone de 3 etapas:

Primera etapa: consta de un transformador el cual nos realiza una baja a la tensión, bajándola a 20V.

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Segunda etapa: consiste en un arreglo de diodos mejor conocido como puente de diodos (modelo LN4007) que recorta la onda y permite el paso de un semiciclo. Este pasa por un arreglo de tres capacitores para rectificar la onda y que así mismo la tensión sea más estable, posterior a eso pasa por dos diodos y una resistencia que tratan de disipar y reducir una pequeña cantidad de corriente.

Tercera etapa: llega a un transistor LM7812 que funciona como regulador de voltaje positivo a 12V, este transistor es alimentado con aproximadamente 18.5V debido a la caída de voltajes que tienen con los diodos y la resistencia que hay detrás de ella, el transistor limita el voltaje a 12V con la misma señal de salida del transistor LM7805 donde realiza la misma función que el anterior solo que a un voltaje de 5V.

Figura 6 Imagen obtenida del software de simulación Proteus. Se observa el circuito de alimentación para electroválvula y microcontrolador.

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Conclusiones y Recomendaciones.

En conclusión, la realización de este documento nos mostró todos los elementos que son necesarios para llevar a cabo un proyecto de gran magnitud, inclusive fuera de la parte electrónica, que es el área principal a la que está dirigida nuestra carrera universitaria. Para poder realizar un producto que se base en la eficacia de su funcionamiento es imprescindible analizar muchos factores como la estética del producto, la mecánica, los materiales a utilizar y sobre todo la mejor opción para el consumidor, lo que nos lleva a la necesidad de desarrollar un producto que sea de uso sencillo para el consumidor y que cubra todas sus necesidades al mismo tiempo, lo que se convierte en un reto para nosotros como ingenieros ya que tenemos que buscar la forma de plasmar tantas necesidades en un producto de uso sencillo. Durante el desarrollo de este documento se ha trabajado principalmente en dar respuesta a todas las preguntas que surgían con relación al proyecto, algunas preguntas, sin duda alguna, presentaron un reto mayor que otras, sin embargo, gracias al trabajo en equipo realizado pudimos completar y plasmar de manera elocuente nuestras principales ideas. Así que acuerdo a lo planteado e investigado en el presente documento se puede concluir que las bases para el desarrollo de este proyecto han sido establecidas para que posteriormente pueda ser concluido de manera exitosa, desde luego podrían surgir varias interrogantes al momento de la implementación, que deberán ser respondidas sobre la marcha.

En cuanto al prototipo presentado y desarrollado por nosotros, restan, sin duda alguna, algunas cosas por mejorar, como la programación de éste y claramente, llevarlo al funcionamiento, resta también hacer el análisis de costos, para de ser posible, su posterior optimización. Sin embargo, el prototipo fue desarrollado con un meticuloso análisis de las necesidades del receptor (la mascota del consumidor), por lo que las características presentadas, los materiales y los colores presentados son los ideales para la materialización del proyecto. Se recomienda, en el futuro, trabajar sobre la idea inicial, plasmada aquí, ya que de lo contrario tendrían que realizarse de nueva cuenta varias investigaciones que conducirán al mismo punto donde nos hemos quedado. Bien, trabajando sobre lo que ya ha sido establecido es posible el desarrollo exitoso del prototipo del presente proyecto.

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• Purina PRO PLAN. (2016). ¿Cuántas veces come un gato?. Consultado: febrero 16, 2020, de Purina Sitio web: https://www.purina.es/proplan/consejos/cuantas-veces-come-un-gato

• Kiwoko Mundo Animal. (2019). ¿Qué cantidad diaria de comida debo darle a mi perro? Consultado: Febrero 16, 2020, de Kiwoko Sitio web: https://www.kiwoko.com/blogmundoanimal/cuanta-cantidad-de-comida-debo-dar-a-mi-perro/

• Graciela Marker. (2018). ¿Qué es AutoCAD? ¿Para qué sirve?. Junio 02,2020, de Tecnología+Informática Sitio web: https://www.tecnologia-informatica.com/que-es-autocad-para-que-sirve/

• Visual Studio. (2019). Visual Studio Tools for Xamarin. Junio 03, 2020, de Microsoft Sitio web: https://visualstudio.microsoft.com/es/xamarin/

• Clarcat Blog. (2019). Xamarin. Junio 02, 2020, de Clarcat Sitio web: https://www.clarcat.com/solution/xamarin/

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Anexos.

1. 1.1 Tabla de alimentación para perros según tamaño y peso

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1.2 Tabla de alimentación para gatos según peso.

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2. Diagrama de conexión del HC-05 Bluetooth Module.

3. Sensor de masa y peso. Celda de carga y Módulo HX711

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4. NODEMCU placa de desarrollo con ESP8266.

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5. Código para la simulación #include <18f4550.H> #device adc = 10 #fuses PLL1 , CPUDIV1, XT, NOPROTECT, NOWDT #use delay(clock = 1M, crystal = 4M) #use RS232 (rcv = PIN_C7, xmit = PIN_C6,baud = 9600, bits = 8, parity = n, ERRORS) /* El desarrollo de este código tiene como objetivo visualizar el comportamiento de un motor dc al cual se varia su velocidad en función a la modulación de ancho de pulso, por otro lado, proponer los pines de entrada para secuenciar el movimiento de un motor a pasos. La selección del actuador es ingresada usando comunicación serial, 1 - para el motor dc por PWM y 2 - para el motor a pasos. Dichos componentes serán incorporados al proyecto de dispositivo automatizado de alimento para mascotas. */ void step_motor( int Steps[], int& position, int16 time ); // to move motor accord with the position. void main() setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,249,1); // Congiguración para oscilar a una frecuencia de 1KHz. setup_ccp1(CCP_OFF);// Apagar PIN_CCP1 delay_us(10); int Steps_b[4] = 0x09,0x0C,0x06,0x03; // Sequence for double step - Clockwise direction. int Steps[4] = 0x03,0x06,0x0C,0x09; // Sequence for double step - Clockwise direction. int position = 0; int time_sm = 100; double vel_PWM = 125; int16 time = 5000; char opc = 'x'; While(True) puts("\n\n\r\tCHOOSE ONE OPTION: \n\r"); printf("\t\t1.- Move PMW motor.\n\r"); printf("\t\t2.- Move step motor.\n\r"); printf("\n\tENTER THE NUMBER: => "); opc = getc(); // Choose the option of the menu. switch(opc) case '1': setup_ccp1(CCP_PWM); delay_us(100); set_pwm1_duty( (int)(vel_PWM) ); printf("\n\n\r\t--------------------------------------\n\r"); printf("\t--------| Moving Motor by PWM |--------\n\r"); printf("\t--------------------------------------\r"); delay_ms( time ); setup_ccp1(CCP_OFF);// Apagar PIN_CCP1 delay_us(10); printf("\n\n\r\t--------------------------------------\n\r"); printf("\t--------| Finish |--------\n\r"); printf("\t--------------------------------------\r"); break; case '2': printf("\n\n\r\t--------------------------------------\n\r"); printf("\t--------| Moving Stepper Motor |--------\n\r"); printf("\t--------------------------------------\r"); for(int16 i=0; i<50; i++) step_motor(Steps, position , time_sm);

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for(int16 j=0; j<50; j++) step_motor(Steps_b, position , time_sm); output_b(0x0000); printf("\n\n\r\t--------------------------------------\n\r"); printf("\t--------| Finish |--------\n\r"); printf("\t--------------------------------------\r"); break; default: printf("\r\n\n\rNO ES UNA OPCION\n\n\r"); break; void step_motor( int Steps[], int& position, int16 time ) // Función para mover el motor. output_b(Steps[position]); delay_ms(time); output_b(0x00); position++; if(position == 4) position = 0; delay_ms(time);