Diseño y construcción de tecnologías del medio. (Detector de Gas)

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1 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, Octubre r. Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Memorias Diseño y construcción de tecnologías del medio. (Detector de Gas) Agustina Aguilar Mendoza (Becario) jim14agus@gmail.com Unidad Académica Preparatoria No. 20, Universidad Autónoma de Guerrero. Gustavo Adolfo Alonso Silverio (Asesor) gsilverio@uagro.mx Jefe del laboratorio de Tecnologías de Computo y Electrónica Universidad Autónoma de Guerrero. Introducción En la sociedad estamos tan ocupados que a veces nos distraemos con facilidad, esto provoca que no prestemos atención a cosas con mayor cuidado. En la oficina, en la casa, en un restaurante y hasta en un hospital. Nos encontramos tan concentrados en nuestro trabajo que no prestamos atención a nuestro alrededor y no nos percatamos lo que sucede, puede ser un accidente, o tal vez algo que fue provocado. Un detector de humo es un aparato de seguridad que detecta la presencia de humo en el aire. En este caso elaboraremos un detector de gas que prácticamente haga la misma función que un detector de humo. Este nos brindará un gran apoyo ya que cuando este detecte la presencia de gas en el aire emita una señal acústica que avise y prevenga del peligro de un incendio dado que el gas todavía está en el aire y esto nos indicará que hay una fuga de gas y prevenir el incendio, si es un poco tarde podremos evacuar del lugar sin que alguien salga herido. Objetivos Objetivo general Diseñar e implementar un prototipo que nos ayude a detectar la presencia de gas y con esto prevenir y alarmar a las personas de un incendio.

2 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Objetivos específicos Aprender el manejo de los sensores que ayudarán a realizar el proyecto Diseñar las partes del prototipo en el software de diseño 3D Imprimir las partes anteriores del prototipo en la impresora 3D llamado Solid Works y armarlo Conectar los componentes a una placa de Arduino y así poder probar su funcionamiento Metodología Manejo de la plataforma Arduino. Diseño de algoritmo. Lenguaje de programación. Leer y monitorear el sensor. Aprender a utilizar una placa de Arduino. Manejo de un sensor de temperatura y humedad (DHT11). Manejo de un sensor de gas (MQ2). Manejo de un Display Lcd 16x2 i2c Procedimiento Primero aprenderemos a utilizar el programa Arduino; el programa Arduino es una plataforma de electrónica open-source o de código abierto cuyos principios son contar con software y hardware fáciles de usar al momento de programar. Figura 1. Programador Arduino Para este proyecto vamos a utilizar el Arduino Mega 2560 probablemente es el microcontrolador más capaz de las demás placas Arduino este posee 54 pines digitales que

3 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT funciona como entrada y salida; 16 entradas analógicas un cristal oscilador de 16 MHz una conexión USB un botón de reset y una entrada para la alimentación de la placa. Figura 2. Placa Arduino Mega 2560 También tendremos que investigar cómo se manejan los dos sensores a utilizar en este caso el sensor de temperatura y humedad (DHT11); es un sensor con alta fiabilidad y estabilidad debido a su señal digital calibrado. Figura 3. Sensor de temperatura y humedad DHT11 Por el otro caso tenemos el sensor de gas (MQ2); este sensor detecta las concentraciones de gas combustible en el aire, ofrece como lectura una tensión analógica. Figura 4. Sensor de gas MQ2

4 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Las pantallas de cristal líquido Lcd o Display Lcd tienen la capacidad de mostrar cualquier carácter alfanumérico permitiendo representar la información que genera cualquier equipo electrónico de una forma fácil y económica. Figura 5. Pantalla Lcd con i2c Para que sea una alarma necesitara de un buzzer que emita el sonido y en este caso ocuparemos un buzzer pequeño. Figura 6. Buzzer También decidimos colocarle un Led de luz roja; el color rojo es de alerta que nos brinda más apoyo, al ver el color sabremos que la alerta esta activada. Figura 7. Led con luz roja

5 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Para que todo esté conectado utilizamos cables puentes para conectar los sensores y los demás actuadores a la placa Arduino Mega 2560, estos cables fueron macho hembra Figura 8. Cables puente Macho Hembra Teniendo conocimiento de estos sensores y actuadores empezamos a practicar su funcionamiento de cada uno de ellos en el programador Arduino ya que este programador es mas fácil de utilizar que otros ya que cuenta con un microcontrolador que se reprograma mediante software y nos facilita las tareas de cualquier circuito eléctrico que se puede hace de forma autónoma con funciones específicas y nos brinda mas apoyo utilizando la placa Arduino Mega 2560 ya que cuenta con los pines necesarios para este proyecto y cuenta con una entrada de poder donde podemos colocar una pila de 9v que esta nos ayudara a que este funcione de gran manera. Cuando ya sabemos cómo funcionan los sensores hacemos prácticas en la placa donde hacemos que en la Lcd con i2c nos lea la temperatura y la humedad del sensor DHT11 junto con la lectura del sensor MQ2 donde si detecte gas encienda el buzzer y si hay una temperatura elevada encienda el led, por otro caso si no detecta el gas este. Solo dará la lectura de la temperatura y la humedad que tenga el ambiente, pero no encenderá ni el buzzer como el led. Es hora de elaborar el diseño en el software de diseño 3D y llevarla a la impresora 3D con las medidas que tiene la paca Arduino y elaborar una base para la pila de 9v. Resultados Al establecer el programa de los sensores y de los demás componentes o actuadores empezamos con las practicas finales donde ponemos en marcha el programa junto con todos sensores conectados a la placa y teniendo una fuente de poder de una pila de 9v para ver su funcionamiento de todo el proyecto.

6 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Teniendo en cuenta el diseño de este proyecto y teniendo las piezas listas de prototipo salidas de la impresora 3D empezamos a colocar cada objeto en su lugar y tratar que ningún cable quede afuera, al final solo queda acomodar todo y sellar todo con pegamento fuerte para que nada se mueva de su lugar Figura 9. Practica de sensor DHT11 con lecturas de pantalla Lcd con Display. A) B) Figura 10. Práctica de sensor MQ2 detecta gas y no detecta gas.

7 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Figura 11. Establecer la placa Arduino Mega a la base del diseño 3D junto con la pila de 9v y pantalla Lcd con i2c Figura 12. Establecer la segunda capa de diseño 3D para colocar la pantalla Lcd con i2c.

8 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Figura 13. Establecer la tercera y última capa de diseño 3D. Figura 14. Encender el prototipo para ver si funciona

9 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Figura 15. Poner a prueba si detecta el gas. Conclusiones Esta estancia en la Facultad de Ingeniería en la Ciudad universitaria de la UAGRO de Chilpancingo Gro, a cargo del investigador Gustavo Adolfo Alonso Silverio fue una estancia demasiado agradable que tuvo resultados favorables en estancia hubo temas de investigación de gran variación, pues nos dio a conocer desde lo más básico de la programación y la electrónica hasta poder lograr el tema asignado, en este caso un prototipo que ayude a las personas evitando un incendio El proyecto a elaborar fue el diseño y elaboración de un Detector de gas que nos alertara y nos ayudara a prevenir un incendio. Para el diseño y la elaboración de este prototipo nos basaremos en los conocimientos aprendidos en dicha estancia con ayuda del investigador trabajaremos en los sensores que ocuparemos investigando de su funcionamiento y la manera de trabajarlos en el programador Arduino y colocarlos en la placa Arduino Mega Este prototipo es alimentado con una fuente de poder de 9v, pero se tiene pensado que este reciba energía al tener un cable de electricidad junto con una clavija para alimentarse al ser conectado ya que una pila de 9v no duraría tanto tiempo y tendríamos que volverla a recargar y volverse a colocar

10 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 El resultado de este proyecto fue todo un éxito y debemos mencionar que esta estancia fue de gran ayuda en nuestros conocimientos ya que al llegar no contábamos con ningún conocimiento de esto y salimos con una satisfacción al ver que pudimos diseñar un prototipo y logramos programar con el programador Arduino Ya que lo que hicimos durante la estancia fue ciencia, y la ciencia es un conjunto de conocimientos que son aplicados a favor del desarrollo humano y que favorece su capacidad intelectual ayudando a la sociedad siguiendo los pasos del método científico y poniéndose a prueba el solo, creo que la ciencia es un beneficio para todos y que es divertida cuando nos gusta lo que hacemos y cualquiera que quiera hacerlo puede hacerlo. Referencias bibliográficas Banzi, M., Cuartielles, D., Igoe, T., Martino, G., & Mellis, D. (2005). Arduino. Retrieved July 10, 2016, from Ruiz-Velasco, E. (2007). Educatrónica: innovación en el aprendizaje de las ciencias y la tecnología. Editorial Díaz de Santos, SA, Buenos Aires. Tecnología, Á. (20014). Electrónica Básica. Retrieved from BASICA.htm XYZ Printing. (2014). DaVinci 3D Printer. Retrieved July 10, 2016, from Calonge, M., Pertejo, Y. P., Ordóñez, C., Reguera, R., Fouce, R. B., & Ordóñez, D. (2002). Determinación de residuos de siete insecticidas organofosforados en frutas mediante cromatografía de gases con detector de nitrógeno- fósforo y confirmación por espectrometría de masas. Recuperado el 27 de 8 de 2017, de Diego-Rasilla, F. J. (2004). El método científico como recurso pedagógico en el bachillerato: haciendo ciencia en clase de biología. Recuperado el 27 de 8 de 2017, de Moncada, C. A., Armendariz, C. V., & Moncada, E. M. (2014). Diseño de controlador empleando sistema arduino para posicionamiento de cabezal de impresión de tres

11 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT dimensiones, ejemplo de aplicación utilizando prototipo de impresora 3d. Recuperado el 27 de 8 de 2017, de