Desarrollo de una aplicación Java y de un manual para el control mediante Arduino de Maquetas Didácticas utilizadas en Teoría de Máquinas y Mecanismos y Proyecto II2
Tutor/a - Director/a
Estudiante
Aguasca Cabot, Genís
Tipo de documento
Trabajo final de grado
Fecha
2021
rights
Acceso abierto
Editorial
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Resumen
El presente Trabajo Final de Grado tiene dos objetivos principales: en primer lugar, la realización de una aplicación Java para configurar y realizar el control mediante Arduino de maquetas didácticas motorizadas, utilizadas en las materias Teoría de Máquinas y Mecanismos y Proyecto II; en segundo lugar, la creación de un manual para la iniciación del estudiantado en la programación y control mediante Arduino, que permita a éstos entender los códigos, los esquemas de los circuitos eléctricos y la información que el programa proporciona. En el trabajo se expone el estado del arte de las maquetas motorizadas disponibles en el Departamento de Ingeniería Mecánica (DEM) en la Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB) para la enseñanza de las materias Proyecto II y Teoría de Máquinas y Mecanismos, impartidas en el Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (GETI). Dichas maquetas en su mayoría son controladas con módulos Arduino Uno y utilizan distintos tipos de actuadores. También se expone el estado del arte los fundamentos teóricos del uso del lenguaje de programación en Arduino y en Java, y en particular, para el desarrollo de aplicaciones para el control del funcionamiento de dispositivos electro-mecánicos. El estudio del estado del arte de la plataforma Arduino y de los fundamentos teóricos relativos al código de programación en Arduino, ha permitido por una parte realizar una descripción de las características técnicas detallada del módulo Arduino Uno y de su funcionamiento; así como desarrollar una Guía de Programación en Arduino colocando ejemplos en cada uno de los tipos de variables, de funciones y librerías con que las trabaja Arduino y que son abordadas en este proyecto y que han sido escritas y validadas en el propia Interfaz de Desarrollo de Arduino (Arduino IDE). Se dedica un capítulo al importante tema de los actuadores, donde se exponen los diferentes tipos de actuadores eléctricos comúnmente controlados por Arduino (motores de corriente continua, servomotores y motores paso a paso), se explican sus características constructivas, su funcionamiento, el control de los mismos y se facilita un diagrama de flujo que permite entender el procedimiento para la programación de su control mediante Arduino, y además se incluye un ejemplo de código de programación y del esquema de conexión en cada caso. Para ello se han utilizado el IDE de Arduino y el programa Fritzing de simulación de circuitos eléctricos. Otro capítulo se dedica a trabajar otros tipos de sensores y periféricos, considerados de los más comúnmente utilizados en proyectos Arduino. El siguiente capítulo explica los requerimientos, la concepción y estructura del programa COMARD (Control de Mecanismos con Arduino) y además se aporta su guía de uso, que permite configurar los elementos de control para gobernar el funcionamiento de las maquetas didácticas motorizadas (o cualquier otra que utilice los elementos de hardware considerados en la aplicación), generar el código del programa Arduino correspondiente, así como el esquema de conexiones de los elementos eléctricos y electrónicos elegidos en la configuración de control. Por otra parte, se aporta un manual de programación en Arduino, que se espera facilite y motive a la iniciación del estudiantado en la programación y control mediante Arduino, entender los códigos, los esquemas de los circuitos eléctricos y la información que el programa proporciona. Ambos resultados (programa COMARD y manual de programación) pretenden ser utilizados por el tutor en la próxima edición de la asignatura Proyecto II. Por último, se expone el coste del desarrollo del proyecto y una breve explicación del impacto ambiental
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