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Publicación Acceso abierto Desarrollo de un prototipo de brazo robótico de 4 GDL teleoperado, utilizando IMUs y ROS, para manipular materiales tóxicos y/o explosivos(Universidad ECCI, 2025-03-27) Lozano Manrique, Bralland Edier; Castañeda Escárraga, Gerson Gabriel; Díaz Lugo, Leiver; Barrera Prieto, Fabián; Universidad ECCI; Cote Ballesteros, Jorge Eduardo; Rodríguez Castellanos, Jhon EdisonEste proyecto presenta el desarrollo de un prototipo de brazo robótico teleoperado de 4 grados de libertad (GDL), diseñado para la manipulación segura de materiales tóxicos y/o explosivos. El sistema utiliza sensores inerciales (IMUs) para capturar los movimientos del operador, replicándolos en tiempo real en el manipulador robótico. Además, incorpora un sistema de visión para la supervisión del entorno. La arquitectura del sistema está basada en el Robot Operating System (ROS) y es gestionada por una Raspberry Pi 4 junto con una tarjeta de desarrollo STM32, lo que facilita la integración eficiente de sensores y actuadores. Se desarrollaron algoritmos para garantizar la sincronización de todos los componentes. Además, se emplearon sensores de bajo costo, como el MPU9250 y el sensor INA219 para la medición de corriente. También se diseñó una placa de circuito impreso (PCB) personalizada. Este prototipo no solo ofrece una solución innovadora para la manipulación de materiales peligrosos, sino que también representa una alternativa económica y escalable para su implementación en sectores industriales de alto riesgo, como la desactivación de explosivos y la manipulación de materiales químicos. Los resultados obtenidos demuestran que el sistema tiene el potencial de mejorar la seguridad operativa y optimizar los procesos en industrias que requieren la manipulación remota de materiales peligrosos.Publicación Acceso abierto Diseño e implementación de un módulo didactico Off-Grid portátil y multifuncional con fines educativos(Universidad ECCI, 2025) Suesca Bolivar, Brayan Alexander; Rincon Aristizabal, Juan Esteban; Ruiz Cifuentes, Solivan Santiago; Caviedes Rojas, Carlos Andrés; Solis Chaves, Juan Sebastian; Cote Ballesteros, Jorge EduardoEn el siguiente trabajo se brindará un informe en detalle sobre el proceso de diseño e implementación de un módulo didáctico Off-Grid, el cual introduce al trabajo con energía solar enfocada hacia estudiantes de ingeniería mecatrónica en la universidad ECCI, con el fin de hacer estudios de múltiples tipos de variables presentes en el campo energético. Durante este trabajo se tienen en cuenta las etapas de fabricación, medición y monitoreo para asegurar el correcto funcionamiento del producto final. El módulo se diseña con la finalidad de obtener mediciones de parámetros como corriente y temperatura a partir de la energía solar recolectada por paneles solares policristalinos, 2 de 20 W y 1 de 40 W, para el almacenamiento de esta energía se dispone de una batería de 12v 20 Ah, mediante la asistencia de un regulador de 20A y un inversor de corriente de 150 W. Lo anterior, para obtener un proceso adecuado, es determinante la conexión establecida en cada uno de los componentes; por lo tanto, se usaron borneras y breakers, precisamente con el fin de salvaguardar la vida útil de cada componente instalado. Este diseño prioriza la toma de datos en tiempo real mediante sensores de corriente (INA219) y temperatura (MLX90614), los cuales facilitaron el análisis de las variables de corriente y temperatura en una pantalla táctil LCD RPI TFT de 3.5, mediante una interfaz desarrollada por medio de la tarjeta raspberry. Una vez aplicado el módulo en un escenario específico se hará un estudio constante de resultados y en caso de ser necesario hacer las calibraciones requeridas, para disminuir el margen de error en la captura de las variables y con esto brindar a los estudiantes una mayor capacitación en la aplicación de esta herramienta con enfoque en energías renovables.Publicación Acceso abierto Diseño, construcción y control de un brazo robótico 2R planar para seguimiento de trayectorias(Universidad ECCI, 2025-04) Mancipe García, Angie Paola; Barrera Fonseca, Nicolás David; Barrera Prieto, Fabián; Universidad ECCI; Vargas Fonseca, Germán Leandro; Blanco Cañon, Robin AlfonzoEste documento presenta el desarrollo de un prototipo de robot 2R con un mecanismo de movimiento lineal y vertical mediante un sistema piñón-cremallera, diseñado para seguir trayectorias y trazar figuras o caracteres alfanuméricos. El proyecto incorpora procesamiento de imágenes en tiempo real para el reconocimiento de contornos, lo que permite el trazo dentro del área de trabajo del robot. Se implementaron los modelos de cinemática directa e inversa, y se desarrolló un modelo de red neuronal para reemplazar el cálculo convencional de la cinemática inversa. Además, se realizó la caracterización y sintonización de los controladores de los actuadores del sistema, con el objetivo de mejorar la exactitud. Las simulaciones, llevadas a cabo con herramientas avanzadas de robótica, facilitaron el análisis y la verificación del funcionamiento del robot. Los resultados obtenidos fueron validados tanto en simulaciones como en pruebas experimentales, demostrando el buen desempeño del sistema en ambos entornos.Publicación Acceso abierto Diseño de un sistema de energía fotovoltaico controlado a través de PIC18f4550 para una carga de 3w(Universidad ECCI, 2021) Florez Carrillo, Yilan Sebastián; Barrera, FabianEn este trabajo de investigación se diseña un sistema de aprovechamiento energético, contenido en una placa PCB descrito de la siguiente manera: se extrae la radiación solar con ayuda de una celda fotovoltaica, llevando esta energía a la parte de control que recibe la información de los sensores INA219, y por medio del PIC18F4550 determina cuando hay que suministrar corriente a una batería, se tienen dos baterías una es la que suministra la energía al inversor y al sistema, la otra se utiliza de respaldo para cuando la batería número uno se quede sin carga, se implementa la interfaz de visualización gráfica utilizando una pantalla GLCD con la finalidad de que el usuario pueda observar los voltajes en las dos baterías utilizadas. El inversor DC - AC que tiene la función de convertir la corriente DC de las baterías en corriente AC, para poder proporcionar energía a la carga que es un bombillo LED de 3W. El resultado obtenido fue instalar el sistema en una habitación para poder aprovechar la energía eléctrica en luz, obteniendo 13 horas de autonomía con el sistema conectado al panel solar y 10 horas de autonomía con el sistema sin el panel y las baterías cargadas. Se investiga sobre el aprovechamiento de la energía solar ya que es de fácil acceso y no se necesita gran infraestructura para poder utilizarla o convertirla.Publicación Acceso abierto Diseño de un brazo robótico de 6 grados de libertad controlado mediante un microcontrolador PIC y comunicaciones seriales UART e I2C(Universidad ECCI, 2021) Caycedo Rivera, Daniel Santiago; Soto Barrantes, Erick Santiago; Barrera, FabianEste documento muestra el desarrollo paso a paso de un robot controlado mediante un microcontrolador PIC 18F4550 y un controlador de servomotores PCA9685, los cuales reciben comandos mediante comunicación serial e I2C desde una interfaz de MATLAB establecida en un ordenador. Este sistema es complementado por periféricos para el control y visualización de variables relevantes para el usuario (pantalla GLCD, un teclado matricial y un Reloj en tiempo real). Inicialmente se desarrollan las comunicaciones entre el ordenador, el microcontrolador y la PCA 9685, seguido se realiza el diseño y estudios de la estructura del robot con 6 grados de libertad, con estos datos se aplican los conceptos de cinemática en MATLAB para adquirir los ángulos de posicionamiento de cada servomotor para llegar a un punto especifico en el espacio. Finalmente se diseña una PCB en la herramienta de EasyEDA y facilitar el montaje del circuito y evitar errores por cableado.Publicación Acceso abierto Diseño y construcción de un control inalámbrico para el robot UR10 a través de una IMU de 9DOF y visión de máquina(Universidad ECCI, 2021) Beltrán Cicery, Henry Esteban; Barrera, FabianPara el desarrollo del presente proyecto se tuvieron en cuenta cuatro etapas, en la primera se realizó la adquisición y procesamiento de datos relacionados con aceleraciones lineales y velocidades angulares de una MPU 9250 a través del microcontrolador STM32F401. En segundo lugar, se implementó diferentes filtros para señales variantes e invariantes en el tiempo, como lo son filtros digitales, filtros complementarios o filtros de Kalman, con el fin de eliminar el ruido presente del sensor MPU9250. En la tercera etapa se utiliza Python como lenguaje base para comunicar el entorno virtual de Coppelia SIM y manipular el modelo tridimensional de un Robot UR10, donde se utilizan los datos provenientes de la unidad de medida inercial. Por último, la ubicación del TCP (Tool Center Point) en el entorno virtual se complementa con algoritmos de visión de máquina y procesamiento de imagen de la librería OpenCV.Publicación Acceso abierto Implementación de un sistema digital de adquisición de señales para el banco de pruebas de motores PT6(Universidad ECCI, 2024) Novoa Romero, Sebastian; Cortes Llanos, Alexander; Solís Chaves, Juan SebastiánEste trabajo presenta el desarrollo de un sistema de adquisición de datos para un banco de pruebas de motores PT6 de la Fuerza Aeroespacial, indicando la naturaleza de las señales a adquirir y los diferentes elementos que se escogieron para llevar a cabo el proyecto. Se detallan las operaciones tanto en hardware como en software, utilizando software de National Instruments, Unitronics y Ecom, y la interacción entre ellos a través del protocolo de comunicación Modbus TCP/IP, para la visualización y gestión en LabVIEW con una posterior conexión a un sistema SCADA encargado de monitorear y registrar los datos durante los periodos de prueba. Las pruebas del sistema se realizaron en los laboratorios de la Fuerza Aeroespacial en Madrid, Cundinamarca y en las instalaciones de la universidad ECCI de la ciudad de Bogotá D.C., logrando una adquisición con porcentajes de error cercanos o inferiores al 5% para las señales de temperatura, flujo, presión y torque, en pruebas de laboratorio y pruebas funcionales, a la espera de realizar nuevas recolecciones de datos para ajustar los modelos, con el favor de la Fuerza Aeroespacial.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un prototipo de un robot móvil autónomo de bajo costo con Raspberry para realizar tareas de pick and place y trayectorias de despacho de materiales(Universidad ECCI, 2024) Monroy Moya, David Fernando; Barrera Prieto, FabiánEn el desarrollo de este proyecto se abordaron aspectos técnicos avanzados y multidisciplinarios que convergen en un sistema robótico programado en Python, con la capacidad de realizar operaciones complejas guiadas por una interfaz gráfica. El sistema radica en la creación de un prototipo de robot autónomo móvil o fijo configurado para llevar a cabo tareas especializadas de pick and place, seguimiento de trayectorias y despacho de materiales. Su manejo facilita no solo la ejecución de dichas funciones, sino también la capacidad de seleccionar criterios específicos de detección durante la operación del robot gracias a la incorporación del componente de reconocimiento de objetos en tiempo real, aportando versatilidad y eficacia al robot. Finalmente se especifica un análisis detallado que incluye estudios cinemáticos exhaustivos tanto de la plataforma omnidireccional como del brazo robótico, con énfasis en pruebas de movimiento y trayectorias para garantizar buen rendimiento, proporcionando una idea integral para la automatización de tareas específicas mediante el uso de una interfaz que complementa el enfoque de este proyecto.Publicación Acceso abierto Diseño de un dosificador de fórmula de bajo costo para nutrición infantil(Universidad ECCI, 2023) Palpati Carvajal, Alessio; Guevara Muñoz, Angie JudithEste proyecto se enfoca en el diseño de una máquina para la preparación de fórmulas para bebés. La fórmula de bebé es un sucedáneo artificial de la leche materna destinado a la alimentación de lactantes menores de 12 meses. Este proyecto pretende desarrollar un modelado virtual de materiales de bajo costo, con el objetivo de acomodarse a la necesidad del usuario que la requiera, teniendo en cuenta parámetros operativos y accesibilidad económica. Este enfoque busca hacer que esta tecnología sea socialmente viable y respetuosa con el medio ambiente, aprovechando técnicas como la impresión y modelado 3D.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un entorno virtual para el aprendizaje de procesos de mecanizado industrial en tornos convencionales (VIRTURN)(Universidad ECCI, 2023) Restrepo Estrada, Nicolás Alejandro; Correa Ruda, Andrés Felipe; Romero Doncel, Cesar Andrés; Cardona Mancilla, Cristian Camilo; Guevara Muñoz, Angie Judith; SIMATEKspa: El documento describe el desarrollo de un entorno virtual llamado VIRTURN para el aprendizaje de procesos de mecanizado industrial en tornos convencionales, utilizando tecnología de realidad virtual. Se justifica su uso debido a la necesidad de trasladar los procesos formativos a la virtualidad durante la pandemia de COVID-19. Se detalla el diseño metodológico, la modelación de elementos y el entorno para el entorno virtual. Se utilizan programas como Inventor, Blender y Unity para modelar herramientas y el taller de máquinas, y se selecciona el equipo de realidad virtual Oculus Quest 2. Se establece la interacción del usuario con la interfaz del torno, incluyendo movimientos del carro del portaherramientas, centro punto y la torreta con los buriles, así como la sujeción y desacople de herramientas y la configuración de operaciones de mecanizado. Se recopila la experiencia de usuarios a través de un cuestionario virtual y se incluyen resultados de encuestas realizadas a estudiantes y docentes, así como conclusiones sobre la percepción general del aplicativo de realidad virtual. También se mencionan las limitaciones y desafíos encontrados en el proceso de desarrollo, y se proporcionan referencias bibliográficas relacionadas con el tema. Además, se incluyen estudios sobre la implementación de formación a distancia durante la emergencia sanitaria de COVID-19, la integración de procesos de producción virtuales y físicos, el impacto del entrenamiento en realidad virtual en operadores de fabricación, entre otros, así como una encuesta realizada a través de Google Forms para recolectar experiencias del entorno de realidad virtual VIRTURN para el aprendizaje de manejo básico de un torno industrial.Publicación Acceso abierto Diseño e implementación de un Sistema SCADA para un Motor PT6 operado en tierra desde un banco de pruebas(Universidad ECCI, 2023) Contreras Martinez, Nichole Andrea; Velasco Bonilla, Juliana Andrea; Mateus Rojas, Armando; Universidad ECCIEsta tesis propone implementar un sistema SCADA que permita visualizar los procesos termodinámicos y de desempeño del motor PT6-61A cuando es operado en tierra con mezclas de biocombustibles mediante la técnica Xtreme Programming (XP) usando LabView. Asimismo, el diseño e implementación de este SCADA incluye la creación y diseño de las pantallas de operación e investigación, manteniendo una interfaz que cumpla con los estándares requeridos por la Fuerza Aérea Colombiana (FAC), para sus actividades, e incluyendo un reporte CSV para la variables involucradas en el modelo termodinámico del motorPublicación Acceso abierto Diseño e implementación de un prototipo funcional de un sistema para recolección y distribución de aguas reutilizables utilizando estrategias de control on-off, PID y PID-difuso a través de STM32F446re y Matlab(Universidad ECCI, 2023) Ruiz Ortega, Julio Hernando; Osorio Linares, Kalix J.; Barrero Páez, Luis EfrénEste trabajo de grado presenta el diseño e implementación de un sistema automático de recolección y redistribución de aguas residuales provenientes de máquinas lavadoras hacia dos tanques secundarios, en una vivienda ubicada en la ciudad de Bogotá D.C. El sistema está dividido en dos fases principales: la fase de recolección de agua que opera mediante un controlador on-off bajo una máquina de estados y, la fase de redistribución del agua residual hacia tanques cuyo nivel es controlado a través de estrategias PID y PID-Difuso, todo esto soportado bajo la configuración y programación de una tarjeta Núcleo STM32F446RE con procesador ARM Cortex-M4.Publicación Acceso abierto Vehículo teleoperado de carga (VTC)(Universidad ECCI, 2023-03-29) Baracaldo Rubio, James Andres; Vera Hernadez, Juan Sebastián; Vargas Fonseca, Germán Leandro; Bernal Tristancho, Victor Hugo; Universidad ECCIEl proyecto busca dar solución a un problema de traslado de producto alimenticio, dentro de un proceso industrial (zeodratación). Este proceso permite una mejor preservación de los antioxidantes, aromas y además de ello es amigable con el medio ambiente, razón por la cual es un proceso que necesita ser lo más eficiente posiblePublicación Acceso abierto Diseño de control de un comando de potencia para el banco de pruebas del motor PT6(Universidad ECCI, 2023) Espinosa Silva, Andrés Felipe; Bulla Ávila, David Camilo; Cote Ballesteros, Jorge Eduardo; Barrero Páez, Luis Efrén; Pérez Gordillo, David Sebastián; Rodríguez Castellanos, Jhon EdissonEste manuscrito se presenta con el diseño e implementación de un control mecatrónico para la palanca de potencia del comando de vuelo de un motor PT6-61A, con las condiciones de tener precisión angular y seguimiento a referencia en tiempo real de modo que el motor es operado en tierra desde el banco de pruebas que se encuentra en las instalaciones del Centro de Mantenimiento Aéreo (CAMAN). Para dicha implementación se debe realizar un algoritmo de control por medio de un conjunto driver – servomotor, de tal manera que cumpla con las condiciones previamente mencionadas referentes a la palanca. Además, se diseñó un sistema mecánico de ensamblaje, que tiene como función crear una conexión directa entre el control mecatrónico y el eje de la FCU (Fuel Control Unit). El mismo posee un movimiento solidario sin backlash por medio de un acople tipo fuelle y gracias a su diseño ranurado permite una tolerancia de movimiento en la cual el servomotor se puede ubicar en los diversos ejes coordenados.Publicación Acceso abierto Implementación de plataforma Hardware in the Loop para la enseñanza del control sobre sistema embebido de bajo costo(Universidad ECCI, 2022) Cárdenas Castañeda, Brian Alexis; Castiblanco Castañeda, Alyson Valeria; Cote Ballesteros, Jorge Eduardo; Rodríguez Castellanos, Jhon EdissonEn el ámbito del control industrial, la posibilidad de contar con una representación virtual de cualquier planta, ya sea por motivos económicos o tiempo de desarrollo, está en auge, puesto que con esta herramienta, es posible aumentar las posibilidades de considerar cualquier escenario de comportamiento y así proveer una sintonización más adecuada y más certera de los controladores, esta técnica se conoce como Hardware In The Loop. Dentro del ámbito académico, sería más que apropiado traer todas estas ventajas en los componentes prácticos de las asignaturas de Control, ya que se observarían ahorros económicos, de tiempos de desarrollo e incluso de problemas de singularidad que presentan programas como Matlab. Es por eso que a lo largo de este documento, se explorará con detalle el proceso de desarrollo de una solución basada en esta técnica, la cual busca simular el comportamiento de dos plantas electromecánicas (Péndulo de Furuta y Helicóptero de dos grados de libertad) a través del diseño e implementación en Python del método numérico de Runge- Kutta de cuarto orden y esta simulación se hace visible a través de una interfaz HMI capaz de permitir una interacción visual con el usuario y proyectar señales medibles, todo desarrollado a través de un modelo Vista- Controlador. Finalmente, se hace la validación a través de la sintonización de dos controladores PID, los cuales demuestran la funcionalidad del sistema y sugerencias relacionadas con la sintonización de estos controladores.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un sistema USB para el aprendizaje y la implementación en dispositivos programables PIC18(Universidad ECCI, 2022) Pardo Ortega, Gabriela Alejandra; Blanco Cañon, Robin Alfonzo; Cifuentes, Andrés Mauricio; Universidad ECCIEste trabajo se centra en la información básica del protocolo de comunicación USB y las bases para la implementación del mismo por medio del microcontrolador PIC18F4550, permitiendo la introducción a esta tecnología y la optimización de comunicación entre dispositivos electrónicos, teniendo en cuenta las diferentes aplicaciones de este dispositivo con el fin de facilitar la enseñanza y aprendizaje de esta comunicación para los estudiantes de ingenieríaPublicación Acceso abierto Construcción e implementación de un vehículo de apoyo para el ascenso y descenso de equipajes en aeronaves airbus A318, A319 y A320(2020) Ospina Pérez, Christian; Ortega Plata, Elton Fabricio; Castaño Sabogal, Mauricio; Ruíz Holguín, Frank Alexander [Asesor]This degree work was carried out in the internship modality in association with the company Multiplo SA, where an unmanned conveyor type electric transport system was built and implemented to load and unload luggage on AIRBUS A320 aircraft, this vehicle is controlled by a card Arduino-based electronics for raising and lowering luggage, signaling, brakes, and idle status. For power, it is powered by LiFePo batteries (lithium ferrophosphate), it consists of a motor and electric actuators, which are implemented to change the hydraulic systems and internal combustion engines and thus avoid fluid spills on the air tracks, because These generate fines for the airlines. It also avoids the emission of gases into the environment and an improvement in the energy efficiency of the equipment, avoiding cost overruns for maintenance and inoperativity, guaranteeing a continuous and efficient service provision. The vehicle is characterized by being a lightweight, easy-to-use equipment that allows anyone with minimal training to operate it without the need for driver's licenses. This unmanned electric vehicle meets the expectations made in a luggage transport equipment and is at the height of the airport working environment, reduces costs by reducing personnel requirements and loading times, being a zero equipment Gas emissions, contributing to the change from fossil fuels to the use of alternative energies, this being a great contribution to air quality.
