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dc.contributor.advisorRueda Sánchez, Oscar Eduardospa
dc.contributor.authorSoto Archila, Marcos Fabiánspa
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2021-02-09T19:39:21Z
dc.date.available2021-02-09T19:39:21Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/12170
dc.description.abstractEsta propuesta plantea el desarrollo y construcción de un prototipo de máquina por color, de semillas de Sacha Inchi, partiendo del diseño mecánico, eléctrico y electrónico, así como la escogencia e implementación del algoritmo computacional de visión artificial que permita el triaje de las semillas. Las semillas alimentadas a la máquina selectora provienen de la etapa de descascarado, por lo tanto, la máquina deberá ser capaz de escoger entre semillas con cáscara (color marrón), semillas descascaradas dañadas (color negro) y semillas aptas para la siguiente etapa de prensado (color blanco). Estas particularidades motivan el uso de tecnología y herramientas de diseño que permitan un mejoramiento en dicho proceso, el cual podría generar desmejora si se ejecuta de manera manual o meramente humana. Es importante automatizar este proceso ya que el aceite extraído de esta planta oleaginosa contiene los más altos niveles de ácidos grasos Omega 3, 6 y 9 de fácil digestión. Además, contiene antioxidantes, vitamina A y proteínas. El contenido de ácidos grasos saturados es de tan sólo 6.5% y los insaturados llegan a un porcentaje de 92.7%. Lo que hace esta semilla un cultivo potencial para la industria cosmética, la industria alimenticia y la industria farmacéutica.spa
dc.description.tableofcontentsIntroducción .................................................................................................................................. 15 1. Planteamiento del Problema ..................................................................................................... 16 1.1 Descripción del Problema ....................................................................................................... 16 2. Justificación .............................................................................................................................. 17 3. Objetivos ................................................................................................................................... 18 3.1. Objetivo General .................................................................................................................... 18 3.2. Objetivos Específicos............................................................................................................. 18 4. Estado del Arte .......................................................................................................................... 19 4.1 Máquinas comerciales en la industria de selección de granos y semillas. .............................. 19 5. Marco Teórico ........................................................................................................................... 23 5.1. Características de los frutos de Sacha Inchi. .......................................................................... 24 5.1.1. Etapas para la elaboración del aceite ................................................................................ 25 5.2. Sistema de dosificación de semillas ....................................................................................... 25 5.3. Sistema de Visión artificial .................................................................................................... 26 5.4. Sistema de expulsión de semillas .......................................................................................... 26 5.5. Dosificadores ......................................................................................................................... 27 5.5.1 Dosificador a chorrillo ........................................................................................................ 27 5.5.2 Dosificador de precisión ...................................................................................................... 28 5.5.3 Dosificador Neumático ........................................................................................................ 28 5.6 Actuadores para Generar Desplazamiento .............................................................................. 29 5.6.1 Lineales ................................................................................................................................ 29 5.6.1.1 Pistón neumático ............................................................................................................... 29 5.6.2.2 Por solenoide ..................................................................................................................... 30 5.6.2.3 A chorro ............................................................................................................................ 31 5.6.3 Rotatorios ............................................................................................................................. 31 5.6.3.1 Motor neumático ............................................................................................................... 31 5.6.3.2 Actuador de paleta ............................................................................................................ 31 5.6.4 Motor eléctrico.................................................................................................................... 32 5.6.4.1 Servomotor ........................................................................................................................ 32 5.6.5 Motor paso a paso ............................................................................................................... 33 5.6.6 Espacios de Color ................................................................................................................ 33 5.6.6.1 Modelo RGB ..................................................................................................................... 34 5.6.6.2 Modelo CMY .................................................................................................................... 35 5.6.6.3 Modelo YIQ ...................................................................................................................... 35 5.6.6.4 Modelo YCbCr.................................................................................................................. 36 5.6.6.5 Modelo HSI ....................................................................................................................... 37 6. Metodología .............................................................................................................................. 39 6.1 Fases ........................................................................................................................................ 40 6.1.1 Concepto de operaciones ..................................................................................................... 40 6.1.2 Requisitos del sistema .......................................................................................................... 40 6.1.3 Ingeniería de detalle ............................................................................................................ 40 6.1.4 Diseño detallado .................................................................................................................. 40 6.1.5 Desarrollo e implementación de la máquina. ...................................................................... 40 6.1.6 Verificación de los componentes ......................................................................................... 41 6.1.7 Verificación del subsistema ................................................................................................. 41 6.1.8 Verificación y despliegue del sistema .................................................................................. 41 6.1.9 Validación del sistema ......................................................................................................... 41 6.1.10 Operaciones de mantenimiento.......................................................................................... 41 7. Parámetros de la Máquina ......................................................................................................... 41 7.1 Diseño Conceptual .................................................................................................................. 42 7.1.1 Proceso Técnico ................................................................................................................... 42 7.1.2 Función Principal del Sistema ............................................................................................. 43 7.2 Estructura de Funciones por Módulos .................................................................................... 43 7.2.1 Modulo Mecánico ............................................................................................................... 44 7.2.2 Modulo de Identificación de Color ...................................................................................... 44 7.2.3 Modulo Electrónico ............................................................................................................ 45 7.3 Matriz morfológica de ZWICKY............................................................................................ 45 7.3.1 Matriz morfológica en el dominio de la visión artificial ..................................................... 45 7.3.2 Matriz morfológica en el dominio del control ..................................................................... 46 7.4 Bosquejo del funcionamiento general ..................................................................................... 46 7.5 Morfología de las semillas de sacha inchi .............................................................................. 47 7.6 Cálculos de apoyo ................................................................................................................... 48 7.7 Diseño CAD de la Máquina .................................................................................................... 50 7.7.1 Tolva .................................................................................................................................... 50 7.7.2 Diseño del Dosificador de Precisión ................................................................................... 51 7.7.3 Dispensador Rotatorio ......................................................................................................... 54 7.7.4 Carcasa del Dosificador Circular ....................................................................................... 55 7.7.5 Bandas Transportadas ......................................................................................................... 55 7.7.6 Estructura ............................................................................................................................ 56 7.8 Partes de la máquina. .............................................................................................................. 59 7.8.1 Ensamble general de la máquina ......................................................................................... 59 7.9 Construcción del Prototipo ..................................................................................................... 60 7.10 Selección de Actuadores ....................................................................................................... 61 7.10.1 Actuador de Selección........................................................................................................ 61 7.10.1.1 Cálculos para selección del actuador .............................................................................. 61 7.10.2 Actuadores de Distribución ............................................................................................... 64 7.11 Circuito General de la Maquina ............................................................................................ 67 7.12 Sistema de luz Controlada y Posicionamiento de Cámara .................................................... 69 8. Instrumentación......................................................................................................................... 70 8.1 Fuente de Alimentación .......................................................................................................... 70 8.2 Sensor de Visión Seleccionado: Cámara Web Cam ............................................................... 71 8.3 Sensor de Presencia................................................................................................................. 71 8.4 Iluminación (Tira Led) ............................................................................................................ 72 8.5 Raspberry Pi 3 B+ ................................................................................................................... 72 9. Programación de Controladores y Sensores por Medio la Implementación del Controlador Raspberry PI Utilizando el Entorno de Desarrollo Matlab ....................................... 74 9.1 Diagrama de flujo Software para Verificación de las Semillas .............................................. 75 9.2 Adquisición y Procesamiento de Imagen ................................................................................ 75 10. Construcción del Prototipo ..................................................................................................... 79 10.1 Interfaz HMI ......................................................................................................................... 85 10.2 Ensamble cámara y actuador ................................................................................................ 86 11. Pruebas de Validación............................................................................................................. 88 11.1 Pruebas actuador (servomotor) y sensor (cámara web) ........................................................ 88 12. Conclusiones y Recomendaciones .......................................................................................... 91 Referencias Bibliográficas ............................................................................................................ 92 Anexos .......................................................................................................................................... 94spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleConstrucción de un prototipo de una máquina selectora de semillas de Sacha Inchispa
dc.title.translatedConstruction of a prototype of a sacha inchi seed sorting machinespa
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsMechatroniceng
dc.subject.keywordsSacha inchi seedseng
dc.subject.keywordsSorting machineeng
dc.subject.keywordsPrototype developmenteng
dc.subject.keywordsSimulatorseng
dc.subject.keywordsProgrammingeng
dc.subject.keywordsAlgorithmseng
dc.subject.keywordsComputational algorithmeng
dc.subject.keywordsMachine designeng
dc.subject.keywordsMechanical designeng
dc.subject.keywordsElectric designeng
dc.subject.keywordsElectronic designeng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
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dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000100258*
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.es/citations?hl=es&user=WtioYOUAAAAJ*
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8977-9764*
dc.contributor.researchgatehttps://www.researchgate.net/profile/Oscar_Sanchez40*
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembDesarrollo de prototiposspa
dc.subject.lembSimuladoresspa
dc.subject.lembProgramaciónspa
dc.subject.lembAlgoritmosspa
dc.subject.lembDiseño de máquinasspa
dc.subject.lembDiseño mecánicospa
dc.subject.lembDiseño eléctricospa
dc.subject.lembDiseño electrónicospa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThis proposal proposes the development and construction of a prototype of a machine by color, of Sacha Inchi seeds, starting from the mechanical, electrical and electronic design, as well as the choice and implementation of the computational algorithm of artificial vision that allows the triage of the seeds. The seeds fed to the sorting machine come from the dehulling stage, therefore, the machine must be able to choose between seeds with shell (brown color), damaged dehulled seeds (black color) and seeds suitable for the next pressing stage (White color). These particularities motivate the use of technology and design tools that allow an improvement in this process, which could generate deterioration if it is executed manually or merely humanly. It is important to automate this process since the oil extracted from this oleaginous plant contains the highest levels of easily digestible Omega 3, 6 and 9 fatty acids. In addition, it contains antioxidants, vitamin A and protein. The content of saturated fatty acids is only 6.5% and the unsaturated ones reach a percentage of 92.7%. What makes this seed a potential crop for the cosmetic industry, the food industry and the pharmaceutical industry.eng
dc.subject.proposalSemillas de sacha inchispa
dc.subject.proposalMáquina selectoraspa
dc.subject.proposalAlgoritmo computacionalspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*


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