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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

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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

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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:

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Imagen 1 – Clasificación de tipos de plásticos

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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- 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

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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

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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

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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

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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.

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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 ---

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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 ---

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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 --- --- --- ---

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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

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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.

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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"