UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA ÁREA DE ANERGÍA, LAS INDUSTRIASS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA AUTÓNOMO DISPENSADOR DE LÍQUIDOS PROFESIONALES EN FORMACIÓN: GUSTAVO BERRÚ JOHN SINCHE JOSE ANGEL PALACIOS NIXON VILLAVICENCIO TUTOR: ING. PAOLO SAMANIEGO FECHA DE REALIZACIÓN: MODULO: V

2 ÍNDICE 1. Estado del arte 2. Software Labview 3. Descripción técnica y utilidad 4. Proceso tecnológico empleado 5. Conclusiones y Recomendaciones 6. Anexos

3 ESTADO DEL ARTE El proyecto consiste en el diseño de un sistema de control automático en el cual se dispensa cantidades específicas de líquido, el recipiente es un vaso con características predefinidas donde se va a llenar dependiendo del usuario. El control es en tiempo real monitoreando la cantidad de líquido con el fin de obtener un proceso justo de servicio. Procesamiento digital de imágenes Para la realización del proyecto se propone un sistema automático utilizando las siguientes etapas de visión artificial. Adquisición de la imagen FIG. 1 Web cam D-LINK C-120 Para efectuar este paso se necesita de sensores y la capacidad para digitalizar la señal producida por el sensor. El sensor puede ser una cámara digital o analógica que produzca una imagen completa del objeto, después de capturar la imagen a inspeccionar se envía esta información a la computadora para ser analizada. Es así como se origina la visión artificial o visión por computador la cual es un sistema informático que captura la imagen de un objeto determinado para proceder a realizar su respectivo procesamiento, análisis y lograr identificar los diferentes parámetros para el control de calidad, como el color, la textura entre otros. Los sistemas de visión artificial completan tareas de inspección con un alto nivel de flexibilidad, nunca se cansan, ni se distraen y pueden ser puestos a trabajar en ambientes donde los inspectores humanos no podrían trabajar bajo condiciones de seguridad.

4 Software LabVIEW Es una herramienta de programación gráfica destinado al desarrollo de aplicaciones que involucren sistemas de adquisición de datos, instrumentación, control, análisis y presentación de datos. LabVIEW nos da la facilidad de crear una interfaz de usuario que permite estar interactuando con el sistema, válido para cualquier clase de programador incluyendo a personas con pocos conocimientos en programación. Asi mismo es de fácil integración con hardware, por ejemplo: tarjetas de adquisición, medición y procesamiento de datos (incluyendo adquisición de imágenes), este potente software posee una herramienta de rápida implementación para la adquisición y procesamiento de imágenes, el paquete que posee estos recursos es imaq vision. Al utilizar imaq vision no hay la necesidad de profundizar en demasiados detalles sobre los algoritmos y técnicas de procesamiento de imágenes a diferencias de los lenguajes típicos como matlab, visual basic en los cuales hay que programar y saber los modelos matemáticos de los sistemas.[1] Ni-imaq es una extensa librería de funciones que se encuentra en la paleta de funciones dentro del diagrama de bloques. permite adquirir imágenes continuamente en memoria, puede iniciar la adquisición de imágenes por evento, seleccionar una región de interés (roi) para poder reducir la imagen que se está transfiriendo.[2] FIG. 2 HERRAMIENTA NI-IMAQ OBJETIVOS Integrar un sistema de reconocimiento de imágenes y control de procesos basados en LabView. Implementar un sistema para capturar imágenes de un vaso. Tomar las imágenes y obtener datos respectivos. Con los datos obtenidos realizar una comparación con un modelo a seguir.

5 Manejar electrónicamente dispositivos mecánicos que proporcionan el flujo del líquido a servir.(electro válvula) IMPORTANCIA El proyecto tiene su importancia en la industria en la parte de control automático, ya que con herramientas como visión artificial se puede monitorear en tiempo real cualquier actividad y proceso que sea estrictamente necesario la presencia de un operador, de esta manera optimizando el proceso y garantizando la eficiencia del mismo. DESCRIPCIÓN TÉCNICA Y UTILIDAD A continuación se tiene la descripción técnica de todo el sistema automático. FIG. 3 Diagrama de bloques del control del sistema automático La utilidad de esta descripción técnica es en general para cualquier sistema de control con visión artificial. MATERIALES Cámara web 32 bits Electro válvula Base y mecanismos de soporte Tuberías y dispositivos de acople Circuitos de conmutación Ordenador portátil Vaso de cristal Liquido(cualquier tipo) FIG. 4 Electroválvula EHCOTECH

6 PROCESO TECNOLÓGICO EMPLEADO FIG. 5 Panel de control del dispensador de Líquido Mediante una cámara web hacemos la adquisición de datos de video en tiempo real. Se extrae el plano de color azul escogido por conveniencia para trabajar con 8 bits, ya que la cámara web envía RGB de 32 bits por defecto. Luego se empieza a trazar líneas verticales a través del vaso (4 líneas) para la detección de bordes, una vez trazadas mediante coordenadas de pixeles se pone un índice de límite de saturación para poder escoger el mejor borde. Una vez hecho esto se extrae la distancia en pixeles que existe entre el borde superior e inferior de cada uno de los cuatro detectores del programa A estas distancias se la suma y se las divide para 4 para sacar un promedio y así tener una mayor precisión. Luego este dato es comparado con una constante establecida a base de prueba y error. Si no existe la presencia del vaso, la distancia arrojada va a ser 0 por lo que va a mantener la válvula cerrada. Si existe la presencia de un vaso vacio empieza la comparación según los valores seteados por lo que abrirá la válvula, por ende si el vaso tiene niveles de liquido menores al nivel optimo seleccionado, la válvula se mantendrá abierta.

7 Si el nivel de líquido en el vaso ha llegado a su nivel óptimo la válvula se cerrará y obviamente todo nivel de líquido superior al óptimo mantendrá la válvula cerrada, esto es un caso hipotético ya que idealmente no existiría esta condición. RESULTADOS FIG. 6 Circuito conmutador a 12VDC El usuario obtiene una cantidad de líquido deseado seleccionado a partir de un control desde el ordenador. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Dependiendo de las condiciones de iluminación, el sistema necesita ser calibrado manual y automáticamente. Este fenómeno se observo ya que se hizo pruebas en el día y en la noche. El color del liquido es un gran factor para la detección de los bordes siendo un liquido más oscuro es más fácil de procesar. Para mayor precisión se necesita tomar varias muestras de detección de bordes, las cuales van a ser promediadas para tener una optima del líquido. Se recomienda trabajar en condiciones de iluminación constantes para mayor detección de la imagen (bordes). BIBLIOGRAFÍA [1]Tutorial labview. Disponible en: [2]National Instruments. NI-IMAQ Function Reference Manual, [3]National Instruments. IMAQ Vision for LabVIEW User Manual, [4] Air-Water-new_ html

8 ANEXOS Caracteristicas DAC USB Caracteristicas web cam D-LINK C-120

9 Caracteristicas EHCOTECH DDT-CD-12VDC