Este documento presenta un proyecto de ingeniería desarrollado por estudiantes de noveno grado para crear un dispositivo electromecánico capaz de moverse en tres dimensiones. El proyecto involucra el diseño mecánico, electrónico y de software para controlar el movimiento de una pinza a través de una aplicación. Los estudiantes utilizaron herramientas como SolidWorks, Arduino, App Inventor y Bluetooth para integrar los componentes mecánicos, eléctricos y de software en un prototipo funcional.

1. 17 DE OCTUBRE DE 2015

2. Proyecto De Ciencias Básicas De La Ingeniería
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Estudiantes de grado Noveno del Colegio Reuven Feuerstein
Ángel Daniel Barragán Díaz
Danilo Andrés Beltrán Gómez,
Miguel David Caicedo Medina
Gabriela Castro Bobadilla
Juan Pablo Jiménez Sosa
Mateo Santiago Medina Navarro
Esteba Ortiz Escobar
Sofia Peña Castillo
Santiago Silva Rubiano
Laura Alejandra Vásquez Troncoso
INTEGRANTES

3. OBJETIVOS
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Objetivo General
Desarrollar e implementar un dispositivo electromecánico que genere desplazamiento en
tres dimensiones en aplicación de los conocimientos adquiridos en el área de tecnología.
Objetivos Específicos
• Diseñar, modelar y construir una estructura mecánica de coordenadas cartesianas que
permita el desplazamiento de una pinza en tres dimensiones.
• Generar un sistema electrónico de control para el movimiento de la estructura
mecánica.
• Diseñar un Software que permita la interacción usuario máquina a través de la
visualización de manera remota.
• Integrar el componente mecánico, electrónico de hardware y de software en nuestro
prototipo funcional.

4. ESTADO DEL ARTE

5. JUSTIFICACIÓN
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Este proyecto da a conocer el área de ingeniería llegando a integrar diferentes
campos como: La mecánica, la electrónica, diseño de software y hardware.
Este proyecto surgió por la necesidad de conocer los movimientos ejercidos en
3 dimensiones debido a la creciente inquietud por los diseños de nuevas
máquinas, como la impresora 3D o la maquina cortadora laser, que efectúan
desplazamientos constantes y específicos según la necesidad del productor.
Nuestro grupo de trabajo realizo diversas investigaciones para el desarrollo útil,
para la integración de diferentes softwares que nos ayudaron a generar planos
en 3d, esquemático y la programación en Arduino y App inventor; generando
nuevos conocimientos que nos dan ventaja ante otras instituciones y abre
campo a nuestra futura vida profesional.

6. ¿QUÉ ES UN POSICIONADOR?
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Posicionador tipo Delta
Posicionador tipo
cartesiano
Posicionador cinemático

7. Mecánicos Electrónicos Aplicación App
SOFTWARES UTILIZADOS
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

8. Elementos Electromecánicos
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Motor con caja
de reducción.
Switch de final
de carrera.
Poleas. Guayas.
Tornillo auto
perforante para
madera.
Tubo de
PegaStick.
Rodamientos
con soporte.
Perfiles
redondos de
6mm de
diámetro.
Perfiles
cuadrados de
2cm.
Perfiles
cuadrados de
3cm.
Tornillos
pasadores.
Armellas.

9. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO
50cm

10. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO
20cm
10cm

11. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO
2.6cm

12. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO
9,6cm

13. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO

14. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
ESPACIO DE TRABAJO

15. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
FUNCIONAMIENTO

16. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
FUNCIONAMIENTO

17. Procedimiento para generación de Apps
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

18. DESARROLLO DE SOFTWARE EN APP INVENTOR
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

19. ENLACE SOFTWARE Y HARDWARE
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

20. GENERACIÓN DE CÓDIGO QR.
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

21. •
INTERFAZ: VISUALIZACIÓN USUARIO-MÁQUINA
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

22. CONEXIÓN A BLUETOOTH
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

23. SLIDERS
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

24. OBSERVAR Y CAMBIAR EL SCREEN
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

25. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
DISEÑO ELECTRÓNICO
Implementación
de procesamiento
de imágenes.
Desarrollo de
procesamiento
de imágenes por
medio de la
integración de
sistemas.Recepción de
señal de video e
imágenes
remotas por
medio de un
hosting dado por
la aplicación Ip
Webcamera.
Dar al usuario
ventajas de
portabilidad y
accesibilidad al
usuario.
Mejorar la
mecanización e
implementación
de mejoras
estructurales.

26. DISEÑO ELECTRÓNICO
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Diseño en
Fritzing
Programación
en Arduino
App Inventor

27. Materiales
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Arduino Uno Protoboard Cable UTP
Potenciómetros Motor DC L293D
Jumper HC05 Resistencias

28. DATASHEET PUENTE H
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
L293D L293B

29. DATASHEET MOTORREDUCTOR 7V
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

30. ARDUINO
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

31. LED (Light Emitting Diode)
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

32. POTENCIOMETRO
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
Uso en el proyecto:
• Variador de velocidad para
los motores
• Encoger para los motores de
doble giro

33. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
SENTIDO DOBLE GIRO MOTOR

34. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO (SENTIDO DOBLE GIRO MOTOR)

35. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
SECUENCIA TEMPORIZADA DE LEDS

36. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
(SECUENCIA TEMPORIZADA DE LEDS)

37. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
HC-05 BLUETOOTH

38. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO (HC-05 BLUETOOTH)

39. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PINZA

40. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN ARDUINO (PINZA)

41. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
CONTROLADOR X,Y

42. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN ARDUINO (CONTROLADOR X,Y)

43. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN ARDUINO (CONTROLADOR X,Y)

44. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
TEMPORIZADO DE MOTORES

45. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
PROGRAMACIÓN ARDUINO (TEMPORIZADO DE MOTORES)

46. CONCLUSIONES
• Creamos una aplicación, la cual es capas de controlar la maqueta por
medio de App inventor.
• Cada integrante tubo la oportunidad de explorar los diferentes
campos dentro de la ingeniería al realizar este proyecto.
• Existen diferentes lenguajes de programación, como Scratch , App
Inventor, Arduino y C++.
• Al haber manejado Scratch, se nos facilito el uso de App Inventor ya
que usan un lenguaje de programación similar.
• Aunque hubo dificultades en la elaboración de el proyecto se logro
nuestra meta.
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

47. CONCLUSIONES
• Usando SolidWorks se profundiza el diseño y el análisis estructural de
la maqueta.
• Realizando la maqueta aprendimos diversas técnicas de construcción
y también la importancia de cada pieza.
• SolidWorks es una aplicación que nos permite mejorar la calidad en el
diseño de planos.
• Es una aplicación la cual nos facilita la visualización de planos en 3D.
• Aprendimos a realizar un buen trabajo en equipo.
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

48. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
REFERENCIAS
[1] a Barrientos, L. Peñín, C. Balaguer, and R. Aracil, “Fundamentos de robótica,” Madrid etc
McGrawHill, 2007.
[2] M. J. Reinoso Avecillas, “Diseño de un sistema de control por régimen deslizante para el
seguimiento de trayectoria lineal de un quadrotor.” 2014.
[3] B. J. Nelson and H. S. Cho, “Robotica: Introduction,” Robotica, vol. 23, no. 4, p. 399, 2005.
[4] D. L. Schneider, “Review of the Robotica software package for robotic manipulators,” Robot.
Autom. Mag. IEEE, vol. 1, no. 1, pp. 21–22, 1994.
[5] A. Knörig, R. Wettach, and J. Cohen, “Fritzing: a tool for advancing electronic prototyping for
designers,” in Proceedings of the 3rd International Conference on Tangible and Embedded
Interaction, 2009, pp. 351–358.
[6] M. MCROBERTS, “Beginning Arduino,” Nov. Iorque APRESS, vol. 1. ed., p. 459p., 2011.

49. REFERENCIAS
• [7] P. J. Flynn and A. K. Jain, “CAD-based computer vision: from CAD models to relational graphs,” IEEE
Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 13, no. 2, pp. 114–132, 1991.
• [8] S. Gevorgian, L. J. P. Linner, and E. L. Kollberg, “CAD models for shielded multilayered CPW,” IEEE
Trans. Microw. Theory Tech., vol. 43, no. 4, pp. 772–779, 1995.
• [9] R. a. Castellino, “Computer aided detection (CAD): An overview,” Cancer Imaging, vol. 5, no. 1, pp.
17–19, 2005.
• [10] V. M. Hernández-Guzmán, R. Silva-Ortigoza, and R. V. Carrillo-Serrano, Control Automático: Teoría
de diseño, construcción de prototipos, modelado, identificación y pruebas experimentales. Colección
Cidetec, 2013.
Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.

50. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
REFERENCIAS
[11] D. Wolber and F. Street, “App Inventor and Real-World Motivation,” in Proceedings of the 42nd
ACM technical symposium on Computer science education, 2011, pp. 601–606.
[12] J. Tyler, Google App Inventor for Android. 2011.
[13] J. Gray, H. Abelson, D. Wolber, and M. Friend, “Teaching CS principles with app inventor,” in
Proceedings of the 50th Annual Southeast Regional Conference, 3AD.
[14] H. Abelson, R. Morelli, and F. Turbak, “TEACHING CS0 WITH MOBILE APPS USING APP
INVENTOR,” J. Comput. Sci. Coll., vol. 27, no. 6, pp. 16–18, 2012.
[15] H. A. A. Karimi and B. Akinci, CAD and GIS Integration. 2009.

51. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por permitirnos estar aquí presentes.
Agradecemos mucho a nuestros profesores de ingeniería
Gerardo y Andrea por guiarnos y enseñarnos.
Agradecemos a nuestros padres por el apoyo dado durante
este proyecto.
Agradecemos a la institución por prestar sus instalaciones y
apoyo.
Agradecemos al equipo de trabajo por brindar ayuda durante
este proyecto.

52. Educamos con calidad, para la cultura, la verdad y la libertad.
GRACIAS POR SU
ATENCION