INGENIERO EN NETWORKING Y ...repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/48778/1/B-CINT-PTG...DENNIS...

I

9

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING

Y TELECOMUNICACIONES

“ELABORACIÓN DE UN PROTOTIPO DE SISTEMA DE MONITOREO PARA

LA RECIRCULACIÓN ELÉCTRICA QUE COMBINE LA LIMPIEZA QUÍMICA Y

A PRESIÓN DE FLUIDOS PARA EQUIPOS DISPENSADORES DE LÍQUIDOS O

GASES CONTROLADOS POR APLICACIÓN MÓVIL”

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTOR(ES):

Dennis Esteban Maroto Jiménez

TUTOR: Ing. Ángel Asanza Briones, M.Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2019

II

REPOSITORIO EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO

Elaboración de un prototipo de sistema de monitoreo para la recirculación eléctrica que

combine la limpieza química y a presión de fluidos para equipos dispensadores de líquidos o

gases controlados por aplicación móvil

REVISORES:

INSTITUCIÓN:

Universidad de

Guayaquil

FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas

CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE

PUBLICACIÓN:

N° DE PÁGS: 96

ÁREA TEMÁTICA: Tecnologías de la información y Telecomunicaciones.

PALABRAS CLAVES: Sanitizador o sanitización controlada bajo un dispositivo móvil.

RESUMEN: Este proyecto de titulación consiste en el desarrollo de un prototipo que

permita monitorizar la recirculación eléctrica que combine la limpieza química y mediante la

presión de agua realizar la depuración de agentes de impurezas dentro de las tuberías, equipos o

tanques. El cual se programará en una tarjeta ESP32 en un IDE Arduino en lenguaje C. El

programa tendrá un proceso de tres pasos aproximadamente, con ciclos temporizados y con un

III

aplicativo que te avisa en que tiempo esta, al terminar la sanitización envía un mensaje de texto

avisando la finalización de ciclos y correo electrónico al usuario con un reporte técnico.

N° DE REGISTRO: N° DE CLASIFICACIÓN

DIRECCIÓN URL

ADJUNTO PDF X SI NO

CONTACTO CON

AUTOR: Dennis Esteban

Maroto Jiménez

Teléfono:

0999389969

E-mail:

[email protected]

CONTACTO DE LA

INSTITUCIÓN:

Nombre: Secretaría de la Carrera CINT

Teléfono: (04)2307729

IV

Carta De Aprobación Del Tutor

En mi calidad de tutor del trabajo de titulación, “Elaboración de un prototipo de

sistema de monitoreo para la recirculación eléctrica que combine la limpieza química y a

presión de fluidos para equipos dispensadores de líquidos o gases controlados por

aplicación móvil” realizado por el sr. Dennis esteban maroto Jiménez alumno no titulado

de la carrera de ingeniería en networking y telecomunicaciones de la facultad de ciencias

matemáticas y físicas de la universidad de Guayaquil, previo a la obtención del título de

ingeniero en networking y telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber

orientado, estudiado y revisado, la apruebo en todas sus partes.

Atentamente,

Ing. Ángel Asanza Briones, M.Sc.

TUTOR

V

DEDICATORIA

Dedico este proyecto de tesis a Dios, a mi

familia, amigos, docentes y compañeros de

trabajo que me apoyaron a lo largo de este

camino brindado tiempo, sus

conocimientos y experiencias para poder

estar en estas instancias de mi vida

profesional.


VI

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por darme la salud todo este tiempo y la oportunidad de estar

en estas instancias de mi vida, a mi Mama por ser un pilar fundamental desde que era un

niño, sé que estoy a punto de regalarle un logro tan esperado por ella y honrarla con mi

titulación, a mi hermano Daniel por ayudarme y comprenderme en los momentos más

difíciles, por brindarme un trabajo al principio y a lo largo de la carrera, que me ayudaron

para sostener a mi familia, gracias a mi compañera y esposa por aguantarme todo este

tiempo, las noches y fines de semanas que no pude pasar con ella y mis hijos solo sé que

este logro es por y para ustedes los amo mucho. A mis amigos que logre obtener a lo

largo de este duro camino Barrera, Nixon, Priscila, Kleber, Riera, Guerrero, gracias de

verdad por este apoyo incondicional.


VII

TRIBUNAL DE TITULACIÓN

Ing. Fausto Cabrera Montes, M.Sc Ing. Abel Alarcón Salvatierra, M.Sc

DECANO DE LA FACULTAD DIRECTOR DE LA CARRERA DE

CIENCIAS MATEMÁTICAS INGENIERIA EN NETWORKING

Y FÍSICAS TELECOMUNICACIONES

Ing. Ángel Asanza Briones MSc. Ing. Ingrid Giraldo MartínezMSc.

PROFESOR DIRECTOR DEL PROFESOR TUTOR REVISOR

DEL PROYECTO DE TITULACIÓN PROYECTO DE TITULACIÓN

_______________________ _______________________

Nombres y Apellidos Ab. Juan Chávez Atocha, Esp

PROFESOR REVISOR SECRETARIO TITULAR

DEL AREA TRIBUNA

VIII

DECLARACION EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual de

la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”.


CI: 0928550771

IX

UNIVERISIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES.

“Elaboración de un prototipo de sistema de monitoreo para la recirculación eléctrica

que combine la limpieza química y a presión de fluidos para equipos dispensadores de

líquidos o gases controlados por aplicación móvil”

Proyecto de titulación que presenta como requisito para optar por el título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autor: Dennis Esteban Maroto Jiménez

CI: 0928550771

Tutor: Ing. Ángel Asanza Briones

Guayaquil, 01 de julio del 2019

X

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de Titulación, nombrado por el consejo

Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de

Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por el estudiante Sr.

DENNIS ESTEBAN MAROTO JIMÉNEZ, como requisito previo para optar por el

título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones cuyo título es:

Elaboración de un prototipo de sistema de monitoreo para la recirculación eléctrica

que combine la limpieza química y a presión de fluidos para equipos dispensadores de

líquidos o gases controlados por aplicación móvil.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Dennis Esteban Maroto Jiménez CI: 0928550771

Tutor: Ing. Ángel Asanza Briones

Guayaquil, 01 de julio del 2019

XI

UNIVERISIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE

INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: Dennis Esteban Maroto Jiménez

Dirección: Durán, cdla Santa Rosa Mz 55 sl 15

Celular:0999389969 E-mail: [email protected]

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y

a la

Facultad: Dennis Esteban Maroto Jiménez

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Título al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

Profesor guía: Ing. Ángel Asanza Briones

Título del proyecto de titulación: Elaboración de un prototipo de sistema de

monitoreo para la recirculación eléctrica que combine la limpieza química y a

presión de fluidos para equipos dispensadores de líquidos o gases controlados

por aplicación móvil.

Tema del proyecto de titulación: Prototipo, Sanitización, Tarjeta ESP32

XII

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de

este Proyecto de Titulación

Publicación electrónica:

Inmediata Después de un año

Firma Alumno:


C.I 0928550771

3. Forma de envió:

El texto del Proyecto de Titulación debe ser enviado en formato Word, como

archivo .Doc. O .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden

ser: .gif, jpg o .TIFF.

DVDROM CDROM

X

XIII

INDICE GENERAL

AGRADECIMIENTE……….…………………………………………………….……..VI

……............................................................................................................................... XXII

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………. - 1 -

CAPÍTULO I………………………………………………………………………. - 3 -

EL PROBLEMA…………………………………………………………………… - 3 -

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………..………. - 3 -

Ubicación del problema en un contexto ................................................................................ - 3 -

SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS ............................................................... - 3 -

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA ........................................................ - 4 -

Causas ......................................................................................................................................... - 4 -

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................... - 5 -

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................... - 6 -

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................................................... - 7 -

OBJETIVO………………………………...……………………..…………….……- 8 -

OBJETIVO GENERAL ........... ………………………………………………………………- 8 -

OBJETIVOSESPECÍFICOS………………………………...……….....…………..….- 8 -

ALCANCE DEL PROYECTO ……………………………………...…………………- 9 -

XIV

SISTEMA ELECTRÓNICO ................................................................................................. - 10 -

SISTEMA ELÉCTRICO ....................................................................................................... - 10 -

SISTEMA MÓVIL ................................................................................................................. - 10 -

SISTEMA HIDRÁULICO .................................................................................................... - 11 -

JUSTIFICACIÓN E

IMPORTANCIA……………………………………………………………………...- 12 -

BENEFICIOS POR BRINDAR……………………………………………………… - 13 -

CAPITULO II ... ………………………………..……………………………………..- 13 -

MARCO TEÓRICO…………………..…………………………………………....- 13 -

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO. ................................................................................... - 13 -

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...................................................................................... - 14 -

SISTEMA DE MONITOREO .............................................................................................. - 14 -

DEFINICIÓN .. ………………………………………………………………………- 14 -

MONITOREO Y CONTROL EN EQUIPOS INDUSTRIALES .................................... - 15 -

LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN .......................................................................................... - 15 -

LIMPIEZA ............................................................................................................................... - 16 -

TIPOS DE LIMPIEZA ........................................................................................................... - 17 -

TIEMPO ................................................................................................................................... - 17 -

ARDUINO ............................................................................................................................... - 19 -

XV

FUNCIONAMIENTO DE ARDUINO………………………………………………. - 20 -

SU CONECTIVIDAD ........................................................................................................... - 22 -

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .................................................................................... - 22 -

FUENTE DE ALIMENTACIÓN 5 V, 2 A ......................................................................... - 23 -

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .................................................................................... - 24 -

MÓDULO RELAY 4CH 5VDC........................................................................................... - 24 -

SENSORES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD .......................................................... - 26 -

Especificaciones técnicas....................................................................................................... - 27 -

Pines. ........................................................................................................................................ - 27 -

RESISTENCIA CALEFACTORA ...................................................................................... - 28 -

NOTAS TÉCNICAS .............................................................................................................. - 31 -

Temperatura de trabajo. ......................................................................................................... - 32 -

PARTES DEL PROTOTIPO ................................................................................................ - 34 -

FUNDAMENTACIÓNLEGAL…………………………………………………… ... - 39 -

DISPOSICIONES GENERALES ........................................................................................ - 39 -

Sección tercera Comunicación e Información .................................................................... - 43 -

SECCIÓN OCTAVA CIENCIA, TECNOLOGÍA, INNOVACIÓN Y SABERES

ANCESTRALES .................................................................................................................... - 44 -

PREGUNTA CIENTIFICA A CONTESTARSE ....... ………………………………..- 44 -

XVI

CAPÍTULO III . …………………………………………………………………… - 45 -

PROPUESTA TECNOLÓGICA .......................................................................................... - 45 -

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ......................................................................................... - 45 -

FACTIBILIDAD OPERACIONAL ..................................................................................... - 46 -

FACTIBILIDAD TÉCNICA ................................................................................................. - 46 -

FACTIBILIDAD LEGAL ..................................................................................................... - 48 -

FACTIBILIDAD ECONÓMICA ......................................................................................... - 48 -

RECURSOS HUMANOS ..................................................................................................... - 49 -

RECURSOS DE HARDWARE ........................................................................................... - 49 -

ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO .................................................. - 52 -

PREPARAR ............................................................................................................................ - 53 -

PLANEAR ............................................................................................................................... - 54 -

DISEÑAR ................................................................................................................................ - 54 -

PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UN EQUIPO

SANITIZADOR…………………………………………………………..……..........- 55 -

IMPLEMENTAR .......................................................................................................... - 55 -

PROGRAMACIÓN DE LA APLICACIÓN PARA LOS TELÉFONOS CON SISTEMA

OPERATIVO ANDROID ..................................................................................................... - 56 -

INTERFAZ GRÁFICA .......................................................................................................... - 59 -

XVII

¿EN QUÉ CONSISTE LOS BOTONES DE PROCESOS AUTOMÁTICOS YA SEA

DE MEDIA ..HORA,45MINUTOS O UNA HORA? .................................................. - 67 -

PROGRAMACIÓN EN BLOQUE ...................................................................................... - 68 -

DEFINICIÓN ESP32 ............................................................................................................. - 73 -

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS .......................................................................... - 74 -

PROGRAMACIÓN DEL MICROPROCESADOR ESP32 E INSTALACIÓN DE LA

ELECTRÓNICA DEL EQUIPO .................................................................................. - 76 -

CAPÍTULO IV...... ………………………………………………………………...….- 91 -

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO . ……………….- 91 -

CONCLUSIONES ... ………………………………………………………………….- 95 -

RECOMENDACIONES.. .............................. ………………………………………...- 96 -

BIBLIOGRAFÍA …………………………………………………….……………..…- 97 -

XVIII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Causas y Consecuencias ...................................................................... - 4 -

Tabla 2 Delimitación del Problema ................................................................. - 5 -

Tabla 3 Estructura Del Prototipo .................................................................. - 34 -

Tabla 4 Módulo Principal Electrónico .......................................................... - 35 -

Tabla 5 Partes Hidráulicas ............................................................................. - 38 -

Tabla 6 Componentes Y Materiales Utilizados ............................................ - 47 -

Tabla 7 Software Utilizado ............................................................................. - 47 -

Tabla 8 Recursos Humanos ............................................................................ - 49 -

Tabla 9 Recursos de Hardware ...................................................................... - 49 -

Tabla 10 Total De Recursos ............................................................................ - 51 -

Tabla 11 Metodología PPDIOO ..................................................................... - 52 -

Tabla 12 Requisitos Establecidos En El Alcance .......................................... - 92 -

Tabla 13 Criterio De Satisfacción Con El Sistema ....................................... - 93 -

XIX

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 ................................................................................................................. - 20 -

Gráfico 2 ................................................................................................................. - 23 -

Gráfico 3 ................................................................................................................. - 24 -

Gráfico 4 ................................................................................................................. - 26 -

Gráfico 5 ................................................................................................................. - 28 -

Gráfico 6 ................................................................................................................. - 30 -

Gráfico 7 ................................................................................................................. - 30 -

Gráfico 8 ................................................................................................................. - 31 -

Gráfico 9 ................................................................................................................. - 32 -

Gráfico 10 ............................................................................................................... - 33 -

Gráfico 11 ............................................................................................................... - 33 -

Gráfico 12 ............................................................................................................... - 54 -

Gráfico 13 ............................................................................................................... - 56 -

Gráfico 14 ............................................................................................................... - 57 -

Gráfico 15 ............................................................................................................... - 58 -

Gráfico 16 ............................................................................................................... - 59 -

Gráfico 17 ............................................................................................................... - 60 -

Gráfico 18 ............................................................................................................... - 61 -

Gráfico 19 ............................................................................................................... - 62 -

Gráfico 20 ............................................................................................................... - 63 -

Gráfico 21 ............................................................................................................... - 64 -

Gráfico 22 ............................................................................................................... - 65 -

XX

Gráfico 23 ............................................................................................................... - 66 -

Gráfico 24 ............................................................................................................... - 68 -

Gráfico 25 ............................................................................................................... - 69 -

Gráfico 26 ............................................................................................................... - 70 -

Gráfico 27 ............................................................................................................... - 70 -

Gráfico 28 ............................................................................................................... - 72 -

Gráfico 29 ............................................................................................................... - 73 -

Gráfico 30 ............................................................................................................... - 76 -

Gráfico 31 ............................................................................................................... - 77 -

Gráfico 32 ............................................................................................................... - 78 -

Gráfico 33 ............................................................................................................... - 78 -

Gráfico 34 ............................................................................................................... - 79 -

Gráfico 35 ............................................................................................................... - 80 -

Gráfico 36 ............................................................................................................... - 81 -

Gráfico 37 ............................................................................................................... - 82 -

Gráfico 38 ............................................................................................................... - 82 -

Gráfico 39 ............................................................................................................... - 83 -

Gráfico 40 ............................................................................................................... - 84 -

Gráfico 41 ............................................................................................................... - 84 -

Gráfico 42 ............................................................................................................... - 86 -

Gráfico 43 ............................................................................................................... - 86 -

Gráfico 44 ............................................................................................................... - 87 -

Gráfico 45 ............................................................................................................... - 87 -

XXI

Gráfico 46 ............................................................................................................... - 88 -

Gráfico 47 ............................................................................................................... - 89 -

Gráfico 48 ............................................................................................................... - 89 -

Gráfico 49 ............................................................................................................... - 90 -

XXII


FACULTAD DE CIENCIA MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

“Elaboración de un prototipo de sistema de monitoreo para la recirculación

eléctrica que combine la limpieza química y a presión de fluidos para equipos

dispensadores de líquidos o gases controlados por aplicación móvil”

AUTOR: Dennis Esteban Maroto Jiménez

TUTOR: Ing. Ángel Asanza Briones MSc.

RESUMEN

Este proyecto de titulación consiste en el desarrollo de un prototipo que

permita monitorizar la recirculación eléctrica que combine la limpieza química y

mediante la presión de agua realizar la depuración de agentes de impurezas

dentro de las tuberías, equipos o tanques. El cual se programará en una tarjeta

SP232 con el IDE de Arduino en lenguaje C. El programa tendrá un proceso de

tres pasos aproximadamente, con ciclos temporizados y con un aplicativo que te

avisa en que tiempo esta, y el estado de la sanitización.

XXIII


FACULTAD DE CIENCIA MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Development of a prototype monitoring system for electrical recirculation that

combines chemical and pressure fluid cleaning for liquid or gas dispensing equipment

controlled by mobile application”

AUTHORS: Dennis Esteban Maroto Jiménez

TUTOR: Ing. Ángel Asanza Briones

ABSTRACT

This titling project consists in the development of a prototype that allows the

monitoring of the electrical recirculation that combines chemical cleaning and, by

means of water pressure, the purification of impurity agents inside the pipes,

equipment or tanks. Which will be programmed on an SP232 card with the

Arduino IDE in C language. The program will have a process of approximately

three steps, with timed cycles and with an application that lets you know what

time it is and the state of sanitation.

- 1 -

INTRODUCCIÓN

El mantenimiento preventivo de las máquinas dispensadoras de líquidos ha tenido

inconvenientes, ya que hay partes del equipo poco accesibles para los usuarios, tales

como tuberías, filtros que no reciben una limpieza o sanitización adecuada y esto

puede generar inconveniente con el producto que se brinda a los clientes.

En la actualidad la sanitización a los dispensadores de líquidos se realiza

comúnmente de forma manual, puesto que no hay maquinas que realicen el

mantenimiento interno, por lo que surge la necesidad de investigar para construir un

prototipo que lo ejecute y nos facilite el barrido de las impurezas, bacterias y

sedimentos que se pueden generar en las tuberías con la ayuda de un agente de

limpieza natural como lo es el vinagre.

Para esto usaremos una mezcla de agua fría o caliente con vinagre bajo presión o

recirculación generada por la bomba hidráulica, la misma que será controlada con

una aplicación móvil mediante bluetooth ( Norma IEEE 802.11b) no mayor a 10m,

permitiendo el acceso e intercambio de la información de forma remota.

Con la tarjeta ESP32 programada en lenguaje C++ en el IDE de Arduino, y la

aplicación móvil creada en el APPInventor, nos permitirá el control y manipulación

de los diferentes procesos de los ciclos de limpieza o sanitización. El usuario

ingresara su información o datos solicitados y cuando los ciclos lleguen a su fin,

- 2 -

estos datos se usarán en el reporte y este reporte se enviará de forma automática al

correo del usuario o de la persona que necesite dicha información.

El prototipo tendrá varios procesos controlados desde el móvil y la aplicación

“Sanitizador”.

• El primer paso consistirá en llenar la cabina de agua normal y eso se realizará

cuando la válvula solenoide 1 denominada IN (llenado de cabina) da paso de

agua de la llave previamente conectada al prototipo.

• El segundo paso consistirá en abrir la válvula solenoide 2 denominada R

(Recirculación) para que realice la recirculación del agua que junto con el

vinagre colocado previamente en la cabina de agua pase por el circuito de

mangueras internas del dispensador, llevando a cabo el desprendimiento de

residuos, para botarlos abriendo la válvula solenoide 3 denominada OUT

(drenaje).

• El tercer paso será el desagüe de la cabina, para eliminar todas las bacterias y

sedimentos que allá dejado la recirculación.

• El cuarto paso consistirá en llenar la cabina con agua limpia para una última

recirculación, drenaje y desagüe, dejando las mangueras limpias; Dándonos así

una certeza de que el equipo dispensador del cliente quedo operativo y listo

para ser usado.

- 3 -

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación del problema en un contexto

El problema radica en que pocas veces se realizan las verificaciones de rutina

del estado de las tuberías, ductos de los equipos dispensadores. Muchas veces el

personal que tiene a cargo estos equipos por ahorrarse dinero no les realiza el

mantenimiento correspondiente en los tiempos establecidos y los daños se

vuelven irreversibles tanto para los equipos como para los usuarios por el

producto consumido.

SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS

El problema surge por la falta de servicio técnico, cuando se abre el

dispensador de líquidos, se localizará la entrada, la salida de las sustancias donde en

los filtros y prefiltros de las tuberías se encontrarán muchas veces saturadas, llenos de

sedimentos que pondrán en riesgo el producto y la inversión del propietario, además de

los problemas que podrán acarrear a los clientes que consumen el líquido. El aplicativo

Sanitizador es diseñado para el prototipo con el fin de manipular y controlar cada uno

- 4 -

de los procesos que se realizaran. Su implementación nos permitirá seleccionar el

tiempo deseado para cada proceso, el nivel en el que se encuentra, la temperatura, el

control de cada válvula.

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA

Causas

Una de las causas principales que genera el problema es la contaminación que

presentan las tuberías. Sabemos que ingresan y salen líquidos o gases los cuales

generan residuos internos, bacterias y sedimentos nocivos para el usuario. De seguirse

manteniendo estas tuberías en ese estado provocaría perjuicios y dañaría el producto

que se dispense, afectando tanto al consumidor como a la empresa dueña del

dispensador.

Tabla 1

Causas y Consecuencias

Causas Consecuencias

El desconocimiento de la

limpieza interna del equipo por parte del

propietario.

Fallos futuros, acumulación de

sedimentos.

- 5 -

Falta de presupuesto. No se realiza el mantenimiento

preventivo

Daños internos Conlleva a la reparación y para

la producción, perdida de dinero.

Contaminación interna Los líquidos o gases

suministrados a los consumidores

tendrán variaciones en el sabor y

bacterias, generando pérdidas de

productos y clientes.

Elaborado por: Dennis Maroto Jiménez.

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

El presente trabajo de titulación describe el diseño de un prototipo, que

permitirá monitorizar, controlar y realizar una limpieza interna de los diferentes ductos

de los dispensadores desde un móvil.

Tabla 2

Delimitación del Problema

ÁMBITO DELIMITACIÓN

CAMPO CIENTÍFICO

- 6 -

ÁREA TECNOLOGÍA

ASPECTO GESTIÓN TECNOLÓGICA

TEMA

ELABORACIÓN DE UN

PROTOTIPO DE SISTEMA DE

MONITOREO PARA LA

RECIRCULACIÓN ELÉCTRICA

QUE COMBINE LA LIMPIEZA

QUÍMICA Y A PRESIÓN DE

FLUIDOS PARA EQUIPOS

DISPENSADORES DE LÍQUIDOS O

GASES CONTROLADOS POR

APLICACIÓN MÓVIL.


FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Se puede observar las impurezas que se encuentran en las tuberías del

dispensador para controlar y efectuar la limpieza interna con la ayuda del prototipo

junto con su aplicativo móvil de nombre “SANITIZADOR”?

- 7 -

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA

Para evaluar los aspectos generales del problema se considera:

Delimitado: La contaminación interna en los dispensadores, lo que se busca

con este prototipo es que sea transportable, fácil de manipular y que realice la

sanitización controlada en tiempos específicos, con los diferentes procesos desde la

aplicación móvil. Se generará un reporte final del dispensador al cual se le realizó

mantenimiento para que el propietario esté al tanto del trabajo hecho.

Claro: Se visualizarán cada proceso que realiza, así como la temperatura y el

tiempo con el que se está trabajando o ciclo de limpieza, haciendo del aplicativo fácil

de utilizar, monitorear y controlar.

Evidente: Se evidenciará la falta de mantenimiento preventivo del dispensador,

por el estado visual y el requerimiento del propietario. Se generará un cronograma de

visitas técnicas de acuerdo al uso y especificaciones técnicas del equipo.

Concreto: El prototipo realizará la sanitización del dispensador de líquidos con

la bomba hidráulica, las válvulas, el agua, el vinagre y que junto con el aplicativo

móvil que controlará y efectuará la limpieza interna en un tiempo determinado.

Original: Los equipos que actualmente existen el mercado no cumplen en su

totalidad con ciclos de trabajos temporizados, programados que realicen el trabajo

desde un móvil con una aplicación.

- 8 -

Factible: La implementación de este prototipo es factible ya que está basado en

la implementación de tarjetas programadas desde cero y con aplicativo móvil de bajo

costo.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un prototipo sanitizador que nos ayude a controlar la limpieza o

sanitización a los diferentes equipos dispensadores de fluidos evitando posibles riesgos

que afecten la salud de los usuarios.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Controlar e implementar ciclos de limpieza desde la aplicación móvil,

que al conectar el prototipo al dispensador de líquidos nos efectúe la

adecuada eliminación de impurezas y sedimentos internos protegiendo

la integridad de los usuarios.

• Introducir datos del cliente en la aplicación móvil para usarlos al

finalizar la sanitización.

• Implementar el aviso de sanitización terminada con un mensaje de texto

y el envió de un correo con un reporte técnico del resultado final al

usuario para que tenga el respaldo de dicho mantenimiento.

- 9 -

ALCANCE DEL PROYECTO

El prototipo Sanitizador será desarrollado por partes: el sistema electrónico, el

sistema eléctrico, sistema móvil y la parte hidráulica, el conjunto de estas partes nos

permitirá realizar el proceso de sanitización de un dispensador de líquido ingresando a

las tuberías internas del mismo que son poco accesibles:

Se establecerán varios roles.

1. Sistema Electrónico.

• Instalación de los módulos y adaptadores de voltaje DC.

• Instalación y programación de tarjeta ESP32.

2. Sistema Eléctrico.

• Instalación de la entrada voltaje alterno.

• Instalación de válvulas solenoides.

• Instalación de resistencia de inmersión en la cabina de agua.

3. Sistema Móvil.

• Programación en bloque de la APP.

• Descarga e instalación de la APP en teléfono Androide.

• Sistema Hidráulico.

• Instalación de los conectores PVC.

- 10 -

• Instalación de mangueras.

• Instalación de bomba hidráulica.

SISTEMA ELECTRÓNICO

Diseño y ubicación de cada módulo electrónico con su respectivo adaptador

dentro de la caja principal. El adaptador brindará el voltaje requerido ya sea de 5v o

12v.

Se realizará la instalación de la tarjeta ESP32, para proceder a la programación

de cada ciclo de limpieza o sanitización, además controlar cada válvula solenoide

desde el móvil.

SISTEMA ELÉCTRICO

Se instalará la entrada de voltaje alterno convencional para energizar los

adaptadores de voltaje.

Se instalarán tres válvulas solenoide; la primera nos permite el llenado de

cabina o ingreso de agua de la llave, la segunda válvula solenoide permitirá la

recirculación y la tercera se encargará del drenaje y el desagüe al finalizar el trabajo.

Se instalará una resistencia de inmersión dentro de la cabina de agua para que

realice el calentamiento.

SISTEMA MÓVIL

- 11 -

Se desarrollará la programación en bloque de toda la aplicación móvil de forma

online en el APPInventor. La aplicación funcionará en sistema operativo Androide

desde la versión 4.0 en adelante. Esta APP permitirá el ingreso de datos del cliente

para utilizarlos al finalizar el mantenimiento, también se programa cada botón de

acción; el primero es de mantenimiento y registró en donde se ingresará con clave “m”

para el mantenimiento manual, dentro de este módulo, se encuentran las opciones

recircular, drenar, prueba, llenado y reset.

Al ingresar la letra “r” se observarán los registros grabados de cada

mantenimiento en la aplicación los mismos que podrán ser descargados y enviados al

correo previamente ingresado al iniciar la aplicación.

El botón “automático” contiene tres opciones con diferentes minutos para

realizar los mantenimientos y en cada opción habrá un botón de “stop” para algún tipo

de emergencia. En las opciones “manual” y “automático” se indicará el horómetro, la

cantidad de horas trabajadas la cual se podrá reiniciar desde el botón “reset”. Cabe

mencionar que la aplicación móvil tiene una interfaz gráfica sencilla y amigable al

usuario.

SISTEMA HIDRÁULICO

1. En el sistema hidráulico, se realizarán las conexiones de los terminales

PVC en la estructura metálica y las válvulas solenoides.

- 12 -

2. La instalación de mangueras nos da el circuito de limpieza deseado,

como van conectadas con las válvulas solenoides y los conectores PVC

realizan el trabajo completo.

Le hace falta una bomba hidráulica más potente, un tanque de llenado más

grande que abarque más litros de agua.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Durante la visita técnica que se realizó a un lugar de servicios de comidas

rápidas, se observaron las falencias que existen al momento de realizar mantenimiento

en los diferentes dispensadores. El personal encargado los realiza manualmente,

provocando de esta manera el deterioro de las tuberías con el tiempo, además de

observar en su interior sedimento o moho almacenado.

La misión de este prototipo es dar un barrido de sedimentos y bacterias dentro

de las tuberías de los dispensadores, desde la aplicación, que contiguo con los ciclos de

limpieza, la presión de agua caliente y junto con el vinagre como agente químico se

podrá efectuar la sanitización positiva de estos dispensadores.

En la aplicación se monitorizará y se controlará cada proceso que al terminar el

trabajo enviará un mensaje de texto al celular del usuario o cliente y un correo con el

reporte técnico indicando los siguientes parámetros: los datos del cliente y del equipo

dispensador junto con la fecha, hora, ciclo, lugar, temperatura y humedad relativa.

- 13 -

Los establecimientos y sus clientes serán los beneficiados con este prototipo, ya

que les ayudará con la sanitización efectiva de los lugares en las mangueras poco

accesibles que tengan estos dispensadores.

BENEFICIOS POR BRINDAR

• Prolongar la vida útil del dispensador y sus accesorios.

• Brindar un producto libre de contaminación.

• No se juega ni arriesga la salud de los clientes o usuarios del producto

dispensado.

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO.

En el ambiente está la existencia de pequeños microorganismos y en su

mayoría se encuentran en la humedad, la cual algunos de ellos pueden perdurar bajo

situaciones secas. Un sistema de limpieza y desinfección es una especie de normas

aplicadas en la mayoría de las áreas de las grandes industrias, el cual sus pilares están

- 14 -

en un seguimiento de pasos a seguir que garanticen la eliminación de residuos o

partículas dañinas para la salud.

El sistema de monitoreo a emplear debe tener cualidades tanto en la parte

técnica como en lo económico, se debe contar con un proyecto que ayude a la

desinfección profunda con frecuencia. La higiene exige una limpieza eficaz para la

eliminación de residuos y suciedades que provoquen las tuberías de los dispensadores.

¨La contaminación de los alimentos se producen cuando estos entran en contacto

con determinados elementos o sustancias que los hacen peligrosos para el consumo.

Según su naturaleza, los agentes contaminantes se clasifican en agentes físicos,

químicos y biológicos¨. (Centro Tecnológico Agroalimentario [Ctic Cia], 2015).

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

SISTEMA DE MONITOREO

DEFINICIÓN

Los sistemas de monitoreos en las industrias son indispensables, se pueden

implementar con la misión de optimizar los recursos de la empresa y mitigar su

vulnerabilidad, el monitoreo en si es ser consciente del estado actual de un sistema

para la observación de situaciones de cambios que se puedan efectuar con el pasar del

tiempo, es decir que no interviene una cuestión manual o automatizada controlada.

- 15 -

La visualización de cambios según el informe de condiciones del sistema,

dicho monitoreo se puede realizar con una o varias personas a través de dispositivos de

transmisión de redes locales y remotas, que estén aptas para él envió de información ya

sea vía mail o a un panel de administración.

MONITOREO Y CONTROL EN EQUIPOS INDUSTRIALES

Las actividades fundamentales de las industrias actuales es el monitoreo y

control de los procesos de producción con la llegada de la computadora se han

convertido en herramientas multiusos capaces de procesar, guardar y presentar

información de una manera confiable.

Las nuevas industrias optan por asociar sus procesos y automatizarlos con

programas que permitan un ambiente en el cual el usuario pueda tener acceso remoto

para monitorear y cambiar distintitas variables que forman el sistema de control.

LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN

Todo sistema de limpieza y desinfección tiene normas establecidas aplicando

para todas las áreas de las industrias, que se basan en una secuencia de pasos a seguir

que garanticen la eliminación parcial o total de residuos orgánicos, microbiológicos e

inorgánicos.

- 16 -

Dicho sistema debe contribuir ventajas tanto del punto de vista técnico, como

de la parte económica y debe tener procedimientos de higienes sumamente estrictas

que indiquen de forma transparente la zona o el equipo a limpiar y desinfectar.

La frecuencia o procedimiento para hacer dicha actividad, los instrumentos y la

persona a cargo para hacerlo es una parte fundamental para realizar la acción de

manera que se cumplan de forma satisfactoria.

La higiene requiere una limpieza efectiva y regular del área, superficie y

equipos, para la eliminación de residuos que contengan microorganismos que

atribuyan a una activa fuente de contaminación de productos. Un tipo de desinfectante

enérgico reduce considerablemente el número de microorganismos a una escala que no

es dañina para la salud tomando en cuenta que ningún procedimiento de desinfección

da resultados 100% satisfactorios al menos que a su aplicación le preceda una

desinfección parcial del área.

LIMPIEZA

Podemos argumentar la definición de la limpieza es un proceso de remoción a

través de distintos medios como son mecánicos o físicos, disolución o por algún tipo

de detergente.

¨Es el proceso de eliminación de restos orgánicos e inorgánicos de una superficie.

La suciedad interfiere en cualquier técnica de desinfección y esterilización, de ahí

- 17 -

que la limpieza sea una condición previa e inexcusable a dichos procedimientos¨.

Aguilar Reguero J, (s,f)

TIPOS DE LIMPIEZA

Limpieza húmeda: Es aquella que se emplea un tipo o una solución

limpiadora que por lo regular es del componente liquido ya sea agua o detergente.

Limpieza en seco: Este tipo de limpieza se realiza mediante la aspiración de

residuos removidos con aspiradores o cepillos en diferentes equipos o superficies que

la humedad provoque una alteración negativa al producto a elaborar.

TIEMPO

El tipo de reacción química de un tipo de limpieza determinado por defecto no

es instantáneos y debe de respetarse un intervalo mínimo, al menos debe de ser de unos

15 a 20 minutos para comenzar el siguiente ciclo.

Vinagre como agente sanitizador.

El vinagre puede ayudar a matar agentes patógenos, incluyendo a las bacterias.

Se ha utilizado tradicionalmente para la limpieza y la desinfección, el tratamiento del

hongo de las uñas, los piojos, las verrugas y las infecciones del oído. Hipócrates, el

padre de la medicina moderna, usó vinagre para la limpieza de heridas hace más de dos

mil años. El vinagre se ha utilizado como un conservante de alimentos, y los estudios

muestran que inhibe el crecimiento de las bacterias en los alimentos (como E. coli) y

evita que se dañen. ( Kris Gunnars, BSc el 15 de marzo de 2018).

- 18 -

¿Cómo usar el vinagre como desinfectante?

Hay muchas mezclas posibles para utilizar el vinagre como producto de

limpieza, siendo la más sencilla mezclar agua con vinagre blanco a partes iguales en un

vaporizador. Con ella puedes limpiar teléfonos fijos (si eres de los románticos que aún

conserva uno en casa), pomos de puertas, cristales y electrodomésticos de gran uso

como neveras, hornos y microondas. También es excelente para limpiar los azulejos

del baño y prevenir la aparición del moho.

Puedes crear un limpiador genérico con el fin de limpiar otros objetos de la casa, desde

los mostradores y las persianas hasta los juguetes de los niños. Para ello necesitarás

tres tazas de agua, una taza de vinagre. Se habla de las propiedades benéficas del

vinagre, tanto para la salud como para desinfectar espacios físicos, alimentos y hasta

textiles. Al ser un ácido suave, resulta un excelente producto multiusos, y bien

utilizado puede quitar manchas, destapar desagües, retirar restos de pegamentos fuertes

(como las pegatinas de los envases de vidrio), eliminar hongos y desodorizar

ambientes a profundidad. (Allianz Compañía de Seguros y Reaseguros, S.A 2018).

- 19 -

ARDUINO

Arduino es una compañía que se encarga del desarrollo de software y hardware

de código abierto, es una comunidad de fama mundial de diseño y manufacturación de

placas de desarrollo de hardware para la construcción de equipos o dispositivos

digitales e interactivos.

¨Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware y

software fácil de usar. Las placas Arduino pueden leer entradas (luz en un sensor, un

dedo en un botón o un mensaje de Twitter) y convertirlo en una salida: activar un

motor, encender un LED, publicar algo en línea¨. Arduino, (2019).

Entonces podemos decir que Arduino es una plataforma de código abierto que

permite la creación de prototipos, que está basado en hardware y software de código

abierto que es sencillo y de fácil manejo para los desarrolladores.

El fin de esta plataforma es crear diferentes tipos de micrordenadores de una

sola placa a los que la gran comunidad de Arduino pueda darles diferentes tipos de

uso, el fin es ofrecer las bases para que una persona o empresas puedan crear sus

placas con sus propias características, pero con las mismas bases.

Arduino nos ofrece una plataforma que tiene como nombre Arduino IDE

(Entorno de Desarrollo Integrado), que es un ambiente de programación con la que

permite que cualquier persona programe y cree aplicaciones para sus placas Arduino.

- 20 -

Gráfico 1

IDE Arduino

Autor: Arduino.

Fuente: Arduino 2019.

FUNCIONAMIENTO DE ARDUINO

La placa del Arduino tiene un microcontrolador ATMEL. Son circuitos

integrados en los que permite grabar instrucciones, las cuales son un lenguaje de

programación que se puede utilizar en la comunidad Arduino IDE. Dichas

instrucciones permiten la creación de programas que se vinculan con los circuitos de la

placa.

El microcontrolador de Arduino tiene una interfaz de entrada, que es una

conexión en la que permite la conexión de diferentes tipos de periféricos dentro de la

placa, los tipos de periféricos que se puedan utilizar para enviar datos al

microcontrolador depende en una gran medida de que funcionabilidad utiliza el puerto.

- 21 -

Cuenta con una interfaz de salida tiene como función llevar la información que

se ha procesado en la placa a otros periféricos. Estos periféricos pueden ser altavoces o

pantallas en los que reproducir datos procesados o a su vez pueden ser otras placas o

controladores. (Arduino 2019).

TARJETA ESP32

La ESP32 es un SoC (System on Chip), la cual tiene integrado un procesador

de 32 bits LX6 de doble núcleo que trabaja de forma normal en unos 160 MHz pero

también puede alcanzar los 240 MHz aproximadamente, tomando en cuenta que

duplica la velocidad del ESP8266.

El System on Chip resalta por integrar, no solo la pila o también llamado Stack

de comunicación WI-FI con un progreso en la parte de seguridad (encriptación), se

añade un Stack BLE, 4.1 (Bluetooth Low Energy), la cual tiene varios

funcionamientos que permiten la implementación de varios perfiles sobre ella que van

más allá de la comunicación tradicional por serie bluetooth.

El perfil SPP, permite la utilización de perfiles de transmisión de audios de

puertas Gateway Bluetooth-WIFI, o la instalación de interfaces hombre maquina

(HID), como son mouse, teclados o gamepads o cualquier dispositivo de control que

sea adaptable al mismo.

- 22 -

SU CONECTIVIDAD

Podemos encontrar la mayoría de las variantes en modo WiFi:

• 802.11 b/g/n/e/i/n.

• WI-FI Direct P2P, Discovery, Group Owner mode and P2P Power

Management.

• Bluetooth v4.2 BR/EDR and BLE.

• BLE Beacon.

• Adicionalmente pueden comunicarse mediante los diferentes protocolos que

son: SPI, I2C, MAC Ethernet, Uart y Host SD.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

• Cuenta con un núcleo de 32 bits con velocidad de 160MHz.

• Tiene Memoria ROM de 448 kBytes.

• Tiene una Memoria SRAM de 520 kBytes.

La cantidad de pines que tiene es de 48 y se describe a continuación:

• 18 ADC de 12 bits.

• 20 entradas/ salidas digitales.

• 16 PWM.

• 10 pines sensores de contacto.

• 2 DAC de 8 bits.

- 23 -

Gráfico 2

Tarjeta ESP32

Autor: Dennis Esteban Maroto Jiménez.

Fuente: Datos tomados de la investigación.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN 5 V, 2 A

Esta fuente de alimentación es la encargada de recibir una corriente alterna

convencional 120Vac y convertirlo en una corriente continua o directa de 5Vdc para

utilizarla en la tarjeta ESP32.

- 24 -

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

• El voltaje INPUT: 120 Power supply.

• El voltaje OUTPUT: 5VDC.

• I max: 2 A.

Gráfico 3

Fuente de 5VDC



MÓDULO RELAY 4CH 5VDC

Existe una gran diversidad de proyecto que se crean con Arduino, dentro de los

cuales podemos registrar módulos o aparatos con un alto voltaje o amperaje, como

- 25 -

bombas hidráulicas o lámparas que no pueden ser manipuladas directamente con este

tipo de placa Arduino. Por tal razón se usan módulos Relays o Relés, que controlan

con un pulso pequeño de voltaje una carga alta de voltaje.

Cada módulo posee entre 2 a 4 relays, fabricados para controlar cargas de

250V/10 A o 250V/ 25 A. Cada canal posee aislamiento eléctrico por medio de un

optoacoplador y un led indicador de estado. Su diseño facilita el trabajo con Arduino,

al igual que con muchos otros sistemas como el Raspberry Pi, ESP8266, (Naylamp

Mechatronics SAC.,) ESP32 con el cual vamos a trabajar en este prototipo.

Este módulo Relay activa la salida NA (normalmente abierta) al recibir un “0”

logioc (0 voltios) y desactiva la salida con un “1” lógico (5voltios). Para la

programación se recomienda el uso de un timers con la función “milis()” y de esa

forma no utilizar la función “delay” que impide que el sistema continúe trabajando

mientras se activa/desactiva un relay.

Las cargas que se pueden manejar tenemos: bombillas de luz, luminarias,

motores AC (220V), motores DC, solenoides, electroválvulas, calentadores de agua y

una gran variedad de actuadores más. Se recomienda verificar las conexiones antes de

alimentar el circuito recordado lo peligroso que es peligroso el manejo del voltaje 220v

AC, los cuales pueden causar la muerte. ( naylampmechatronics.2015).

- 26 -

Gráfico 4

Módulo Relé Para Arduino



SENSORES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD

Los sensores de temperatura y humedad o como se conocen en el mercado

DHT11, es un sensor digital que mide la temperatura y humedad relativa de fácil uso y

se lo puede conseguir a un bajo costo. Están integrado en el sensor capacitivo de

humedad y un termistor que mide el aire que circula y como resultado muestra los

datos de forma digital por el pin de datos cabe recalcar que no posee salida analógica.

Este dispositivo es muy útil y es empleado para aplicaciones académicas

relacionadas al control automático de temperatura y humedad, el monitoreo ambiental

en el área de la agricultura, aires acondicionado etc.

- 27 -

Se puede utilizar el sensor con diferentes plataformas como son: Pi/Nodemcu,

Arduino/Raspberry, su implementación es muy sencillo a nivel de software y

hardware. A nivel de hardware es necesario la conexión de un pinVCC de

alimentación a 3 V – 5V y el pin GND, En cuanto a nivel de software se encuentra las

diferentes librerías para Arduino que lleva un soporte para el protocolo

Especificaciones técnicas.

• Operación de voltaje: 3 V- 5V DC

• Su rango para la medición de temperatura: 0 a 50 °C

• Precisión de medición de temperatura: + - 2.0 °C

• Peso: 1 gr

• Interface digital: bidireccional (Single bus).

• Medición de humedad: 20% a 90% RH.

• Tiempo promedio censado: 1 seg.

Pines.

Alimentación +5V (VCC)-

DATA

NO USADO (NC)

o CONECCION A TIERRA (GND).

Se recomienda la utilización de una resistencia de 4.7K Ω en modo Pull-up,

entre el pin de Data y VCC. (naylampmechatronics.2015).

- 28 -

Gráfico 5

Sensor De Temperatura Y Humedad



RESISTENCIA CALEFACTORA

Las resistencias calefactoras o de inmersión son las que están creadas para

llevar a una temperatura alta los fluidos tales como: agua, aceite, disoluciones acidadas

o básicas etc.

Estas resistencias pueden acoplarse muy bien al depósito o tanque donde se la

vaya ubicar y muchas veces son creadas para de acuerdo a la necesidad del usuario.

- 29 -

NOTAS TÉCNICAS

Densidad de carga: Potencia emitida en watios por unidad de superficie en un

calentador. Indica el potencial de una superficie para transmitir energía calorífica y se

expresa en W/cm².

Radiación térmica: Proceso de emisión de energía radiante en forma de ondas.

El infrarrojo es un área en el espectro electromagnético con un rango de 1 a 1000

microns.

Calor: El calor es la energía necesaria para variar la temperatura de un cuerpo.

Conducción térmica: Modo de transferencia de calor por contacto directo de

cuerpos en los que existe diferencia de temperatura entre ellos.

Convección térmica: Modo de transmisión de calor asociado a la conducción

en el que el calor es transferido desde una zona de temperatura más elevada a otra zona

de temperatura inferior como resultado de un movimiento de masas del fluido

transmisor.

Rigidez dieléctrica: Tensión que se aplica al material aislante sin que ocurra

un fallo eléctrico. Para los elementos calefactores de Clase I se aplica una prueba de

rigidez de 1.250 V durante 1 minuto, entre partes activas y blindaje. (EN 60335-1).

Corriente de fuga: Corriente eléctrica entre cualquier polo de la alimentación

y las partes metálicas accesibles de los aparatos. En los aparatos de calentamiento la

corriente de fuga no debe ser superior a 0’75 mA por KW con un máximo de 5 mA

para el aparato completo (EN 60335-1). (BROTOTERMIC, S.L., 2014).

- 30 -

Gráfico 6

Tabla De Conversión


Fuente: (BROTOTERMIC, S.L.,2014)

Gráfico 7

Conversión De Temperatura



- 31 -

Gráfico 8

Tabla De Propiedades De Material



NOTAS TÉCNICAS

Método general para determinar la potencia calorífica.

1.- Definir los datos de partida: • Temperatura mínima inicial y temperatura

máxima final: ∆T • Caudal o volumen máximo del material a calentar.

Tiempo requerido para el proceso de calentamiento.

Dimensiones del recipiente o conducto.

Aislamiento y sus propiedades.

Datos eléctricos: tensión y limitaciones eléctricas.

Elementos de control: temperatura, potencia, nivel, intensidad, etc.

- 32 -

2.- Cálculo de la potencia calorífica necesaria. (Ver Fórmulas)

3.- Factores del sistema que pueden influir en la elección del elemento

calefactor.

Temperatura de trabajo.

Densidad de carga máxima admisible.

Consideraciones mecánicas.

Factores ambientales.

Factores de seguridad.

4.- Selección del elemento calefactor.

Tipo, tamaño y cantidad.

5.- Selección de los elementos de control y seguridad.

Tipo y posición.

Gráfico 9

Fórmulas De Potencia


Fuente: (BROTOTERMIC, S.L., 2014).

- 33 -

Gráfico 10

Fórmulas Ley De OHM



Gráfico 11

Resistencia De Inmersión



- 34 -

PARTES DEL PROTOTIPO

Tabla 3

Estructura Del Prototipo

Nombre Descripción Imagen

Estructura

metálica

Construcción de

la estructura

metálica para

transportar el

prototipo

Caja plástica Aquí va el módulo

principal eléctrico


Fuente: Datos tomados de la investigación

- 35 -

Tabla 4

Módulo Principal Electrónico

NOMBRE DESCRIPCION IMAGEN

Cable para el

protoboard

Son cables UTP

sirven para la

interconexión de

protoboard y

fuente.

Cable

concéntrico

Cable concéntrico

de 3 líneas para

alimentación

principal

Fuente de

alimentación

DC

Fuente conmutada

de 5V a 9V DC y

1000 mA, Ideal

para placa

Arduino.

Fuente de

alimentación

12v

Fuente de 12v

para manejar las

válvulas solenoides

- 36 -

Relay de

potencia

Este relay serviría

para darle

potencia al módulo

en el caso de

conectar una

bomba hidráulica

de mayor Hp

(horsepower) y de

250voltios

Adaptador Jack

Bornera

Es muy útil para la

conexión de cables

a un conector

Jack.

Borneras

metálicas

Interconexión de

tarjetas y cables de

poder

Modulo relé

para Arduino

Modulo relé nos

permite la

conexión y la

alimentación a la

tarjeta ESP32

- 37 -

Tarjeta ESP32

programable

Esta tarjeta nos

permite

programarla para

que realice cada

proceso del

prototipo

Botón ON / OFF

Este botón realiza

el encendido del

prototipo


- 38 -

Tabla 5

Partes Hidráulicas

Nombre Descripción Imagen

Válvulas

solenoides

Las válvulas

solenoides son

las encargadas

de abrir y

cerrar el paso

de agua

Conectores

en forma de

T y codos

PVC

Estos

conectores y

codos PVC

sirven para la

interconexión

de las válvulas

y mangueras

Mangueras

y latiguillos

Mangueras y

latiguillos para

la distribución

del agua en

cada proceso

- 39 -

Reservorio

de agua

En el reservorio

se realiza la

recirculación y

el

calentamiento

del agua

Resistencia

o niquelina

Esta resistencia

es la encargada

de calentar el

agua


FUNDAMENTACIÓN LEGAL

DISPOSICIONES GENERALES

ARTÍCULO 1.- Esta ley tiene por objeto establecer el marco legal de

regulación general de las telecomunicaciones, a fin de garantizar el derecho humano de

las personas a la comunicación y a la realización de las actividades económicas de

telecomunicaciones necesarias para lograrlo, sin más limitaciones que las derivadas de

la Constitución y las leyes.

Se excluye del objeto de esta ley la regulación del contenido de las

transmisiones y comunicaciones cursadas a través de los distintos medios de

- 40 -

telecomunicaciones, la cual se regirá por las disposiciones constitucionales, legales y

reglamentarias correspondientes.

ARTÍCULO 2.- Los objetivos generales de esta Ley son:

1. Defender los intereses de los usuarios, asegurando su derecho al acceso a los

servicios de telecomunicaciones, en adecuadas condiciones de calidad, y salvaguardar,

en la prestación de estos, la vigencia de los derechos constitucionales, en

particular el del respeto a los derechos al honor, a la intimidad, al secreto en las

comunicaciones y el de la protección a la juventud y la infancia. A estos efectos,

podrán imponerse obligaciones a los operadores de los servicios para la garantía de

estos derechos.

2. Promover y coadyuvar el ejercicio del derecho de las personas a establecer

medios de radiodifusión sonora y televisión abierta comunitarias de servicio público

sin fines de lucro, para el ejercicio del derecho a la comunicación libre y plural.

3. Procurar condiciones de competencia entre los operadores de servicios.

4. Promover el desarrollo y la utilización de nuevos servicios, redes

y tecnologías cuando estén disponibles y el acceso a éstos, en condiciones de igualdad

de personas e impulsar la integración del espacio geográfico y la cohesión económica y

social

5. Impulsar la integración eficiente de servicios de telecomunicaciones.

6. Promover la investigación, el desarrollo y la transferencia tecnológica en

materia de telecomunicaciones, la capacitación y el empleo en el sector.

- 41 -

7. Hacer posible el uso efectivo, eficiente y pacífico de los recursos limitados

de telecomunicaciones tales como la numeración y el espectro radioeléctrico, así como

la adecuada protección de este último.

8. Incorporar y garantizar el cumplimiento de las obligaciones de Servicio

Universal, calidad y metas de cobertura mínima uniforme, y aquellas obligaciones

relativas a seguridad y defensa, en materia de telecomunicaciones.

9. Favorecer el desarrollo armónico de los sistemas de telecomunicaciones en

el espacio geográfico, de conformidad con la ley.

10. Favorecer el desarrollo de los mecanismos de integración regional en los

cuales sea parte la República y fomentar la participación del país en

organismos internacionales de telecomunicaciones.

11. Promover la inversión nacional e internacional para la modernización y el

desarrollo del sector de las telecomunicaciones.

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR

DECRETO 1014

SOBRE EL USO DEL SOFTWARE

Art. 1. Establecer como política pública para las entidades de administración Pública

central la utilización del Software Libre en sus sistemas y equipamientos informáticos.

Art. 2. Se entiende por software libre, a los programas de computación que se pueden

utilizar y distribuir sin restricción alguna, que permitan el acceso a los códigos fuentes

- 42 -

y que sus aplicaciones puedan ser mejoradas. Estos programas de computación tienen

las siguientes libertades:

• Utilización del programa con cualquier propósito de uso común

• Distribución de copias sin restricción alguna.

• Estudio y modificación de programa (Requisito: código fuente disponible)

• Publicación del programa mejorado (Requisito: código fuente disponible)

Art. 3. Las entidades de la administración pública central previa a la instalación del

software libre en sus equipos deberán verificar la existencia de capacidad técnica que

brinde el soporte necesario para este tipo de software.

Art. 4. Se faculta la utilización de software propietario (no libre) únicamente cuando no

exista una solución de software libre que supla las necesidades requeridas, o cuando esté

en riesgo de seguridad nacional, o cuando el proyecto informático se encuentre en un

punto de no retorno.

Art. 5. Tanto para software libre como software propietario, siempre y cuando se

satisfagan los requerimientos. Nacionales que permitan autonomía y soberanía

tecnológica.

Art. 6. La subsecretaría de Informática como órgano regulador y ejecutor de las políticas

y proyectos informáticos en las entidades de Gobierno Central deberá realizar el control

y seguimiento de este Decreto.

- 43 -

Art. 7. Encargue de la ejecución de este decreto los señores Ministros

Coordinadores y el señor Secretario General de la Administración Pública y

Comunicación. (Correa Delgado, 2008).

Sección tercera Comunicación e Información

Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen

derecho a: 1.Una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y

participativa, en todos los ámbitos de la interacción social, por cualquier medio

y forma, en su propia lengua y con sus propios símbolos.

2. El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación.

3.La creación de medios de comunicación social, y al acceso en igualdad de

condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión

de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, y a

bandas libres para la explotación de redes inalámbricas.

4. El acceso y uso de todas las formas de comunicación visual, auditiva,

sensorial y a otras que permitan la inclusión de personas con discapacidad.

5. Integrar los espacios de participación previstos en la Constitución en el

campo de la comunicación.

Art. 22.-Las personas tienen derecho a desarrollar su capacidad creativa, al

ejercicio digno y sostenido de las actividades culturales y artísticas, y a beneficiarse de

la protección de los derechos morales y patrimoniales que les

- 44 -

Correspondan por las producciones científicas, literarias o artísticas de su

autoría.

SECCIÓN OCTAVA CIENCIA, TECNOLOGÍA, INNOVACIÓN Y

SABERES ANCESTRALES

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas y la

soberanía, tendrá como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3.Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y

contribuyan a la realización del buen vivir.

PREGUNTA CIENTIFICA A CONTESTARSE

¿Es posible que por medio de un sistema de monitoreo para la recirculación

eléctrica combinando la limpieza química y a presión de fluidos para equipos

dispensadores se mitigue las impurezas realizando la depuración de agentes negativos

- 45 -

que se encuentren dentro de las tuberías, mejorando la calidad del producto que

atraviesan por dichas tuberías?

CAPÍTULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

Este proyecto tiene como finalidad la creación de un prototipo que permita la

limpieza de tuberías de los distintos dispensadores de líquidos para eliminar las

impurezas y sedimentos producidos por los residuos o la falta de conocimiento al

momento de realizar el mantenimiento manual y básico por el usuario a los equipos

dispensadores.

Este prototipo se enlazará por medio de bluetooth a una aplicación previamente

instalada a un dispositivo móvil que nos permitirá observar en tiempo real los distintos

valores y procesos como: humedad relativa, temperatura, tiempo del proceso realizado,

número de serie del equipo en mantenimiento.

La creación y programación se realizará en el IDE de Arduino conectando la

tarjeta ESP 32 por un conector micro USB.

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

La factibilidad de este proyecto se basa en que los procesos se programan uno a

uno en el IDE de Arduino que conectado a nuestra tarjeta ESP32 y en conjunto a los

adaptadores de 5VDC y 12VDC correspondiente accionan las diferentes válvulas

- 46 -

dando paso para que el prototipo funcione y sea visualizado y monitoreado desde un

dispositivo móvil conectado mediante bluetooth, cuando los ciclos de limpieza hayan

finalizado se generara un reporte y aviso al usuario.

FACTIBILIDAD OPERACIONAL

Actualmente existen pocas máquinas de limpieza básicas manuales que no

garantizan en su totalidad el mantenimiento adecuado, en especial a las líneas de

tuberías de dispensador de líquidos realizados por los usuarios.

Además, este proyecto tendría la aceptación por los usuarios que necesiten

realizar una limpieza exhaustiva a las líneas dispensadoras que son inaccesibles en

estos equipos que brindan algún tipo de líquido para él consumo.

FACTIBILIDAD TÉCNICA

Este prototipo está desarrollado por un software OPEN SOURCE (código

abierto) proporcionado por un IDE de Arduino, y su hardware es de fácil acceso en el

mercado local tecnológico de costos variables de acuerdo con las necesidades técnicas

- 47 -

Tabla 6

Componentes Y Materiales Utilizados

CANTIDAD DESCRIPCION

1 Adaptador de voltaje (5V 700 mAh)

1 Adaptador de voltaje (12V 700 mAh)

1 Tarjeta módulo Relay 5VDC

1 1 mt cable UTP CAT 5

1 Pulsador ON /OFF

4 Borneras plásticas

1 Set de 4 de bornera metálica protección plástica

1 Cable concéntrico de 3 líneas para conexión de

poder 110v

3 Válvulas solenoide neumática

3 Conectores PVC Rojos de temperatura

1 Resistencia 110v 10 Amperios


Tabla 7

Software Utilizado

Cantidad Descripción

1 IDE de Arduino para ESP32

1 Android App Inventor


- 48 -

FACTIBILIDAD LEGAL

Este proyecto de titulación se basó con las leyes establecidas actualmente en la

Constitución de la República del Ecuador y bajo la ley de las Telecomunicaciones,

que a su vez permiten la creación y desarrollo de nuevas tecnologías que ayudarán

al crecimiento económico y tecnológico que promoverán la producción de nuestro

país, así como lo indica el decreto 1014 sobre el uso de software que se menciona

en el Capítulo II, fundamentación legal.

FACTIBILIDAD ECONÓMICA

Dentro de la factibilidad económica podemos destacar que este prototipo es

viable pues la mayoría de los componentes electrónicos, eléctricos e hidráulicos son

fáciles de encontrar en el mercado. Inclusive se pueden reutilizar partes u obtener

adaptadores de voltajes, cables, borneras, válvulas solenoide etc., de otros equipos para

agregarlos en la caja principal y construir nuestro prototipo, sin embargo, se realizará

un presupuesto con costos actuales en el mercado de cada pieza, módulo o partes que

se necesitan para cumplir con los objetivos del proyecto.

Para determinar si el sistema o aplicativo es factible en la parte económica se

describe a continuación:

- 49 -

RECURSOS HUMANOS

Tabla 8

Recursos Humanos

Descripción Cantidad Precio Valor

total

Desarrollador de

aplicación

1 $150 $150

Desarrollador de

parte técnica

1 $150 $150

Total $300


Para la creación de la aplicación móvil y la recreación de la parte técnica se

cuenta con personal capacitado y con experiencia.

RECURSOS DE HARDWARE

Tabla 9

Recursos de Hardware

Descripción Cantidad Precio Valor total

Tarjeta

ESP32

1 $15,00 $15,00

Módulos

relé

2 $7,00 $14,00

- 50 -

Adaptadores

de voltajes

2 $9,99 $19,98

Válvulas

solenoides

12v 110v

3 $9,95 $29,85

Reservorio

para agua

acero inox

1 $ 45 $45,00

Conectores

PVC

3 $0,60 $1,80

Resistencia

tubular

1 $ 45 $45,00

Mangueras

del circuito

recirculante

4 $1,50 $6,00

Manguera

para el

ingreso de

agua

expandible

45 metros

1 $21,00 $21,00

Sensor de

temperatura

y humedad

1 $ 2,50 $2,50

Cables

1,50mt

1 $ 5,85 $5,85

- 51 -


Por ser prototipo se decidió utilizar una bomba hidráulica de 12v de 4.2w de

potencia para cumplir con el objetivo del proyecto. Y a reutilizar varios componentes

dentro de la caja principal.

Sin embargo, se detalla la cantidad y el valor promedio que regularmente

cuestan estos componentes para el desarrollo total.

A continuación, se detallan los diferentes gastos imprevistos que se presentaron

durante el desarrollo y el precio total del proyecto.

Tabla 10

Total De Recursos

Descripción Cantidad Precio Valor

total

Recurso humano 1 $150 $300,00

Estructura

metálica

1 $20,00 $20,00

Bomba

hidráulica

4.2w

1 $20,00 $20,00

Termostato

eléctrico

1 $4,00 $4,00

Total $249,98

- 52 -

Recurso de

hardware

1 $150 $249,98

Recursos varios 1 $20,00 $ 20,00

Total $569,98


Con los costos mencionados anteriormente en las tablas 8,9 y 10; se recopila

información y se encuentra el valor total del proyecto de titulación aproximado de:

$569,98 que por lo visto se hace factible económicamente para la inversión total

asumido por el autor del prototipo.

ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO

El ciclo de vida para la realización del prototipo y el desarrollo del proyecto de

titulación se basa en las fases de la Metodología PPDIOO (Preparar, Planear, Diseñar,

Implementar, Operar, Optimizar), de la guía Project Management Institute 2017 que

sirve como base al momento de tener un orden de desarrollo y ejecución de nuestro

proyecto.

- 53 -

Tabla 11

Metodología PPDIOO



PREPARAR

Esta es la primera fase de la Metodología PPDIOO la cual permite dar

comienzo a un proyecto, en la que se determinará si el prototipo es viable o no, por

medio de un análisis del tema y si sus objetivos son medibles en el tiempo, esta

primera fase se desarrolla en conjunto con las autoridades encargadas de la Unidad de

Titulación de la carrera Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, teniendo en

cuenta el cronograma de actividades que es impuesto por la Universidad de Guayaquil

y se divide en las siguientes fases:

Definir el tema del proyecto

- 54 -

Aceptación de tema por parte de las autoridades de la Unidad de Titulación.

Asignación de tutor.

Reunión con el tutor del proyecto y entrega de anexos.

Asignación de revisor.

Reunión con el revisor.

Entrega de anexos.

Sustentación del proyecto frente el tribunal de sustentación.

PLANEAR

Esta es la segunda etapa de la metodología PPDIOO, en la cual podemos

definir el alcance de nuestro proyecto, dando un análisis de los recursos que vamos a

utilizar, así como los objetivos y el proceso que haremos para su cumplimiento y lograr

que el proyecto tenga éxito tanto como tiempo dentro de los parámetros previstos.

DISEÑAR

Esta etapa es una de las más importantes ya que se lleva a cabo el diseño de

nuestro prototipo según sus requerimientos técnicos obtenidos previamente de un

análisis realizado en el Capítulo II y de las fases anteriores para dale un buen uso a

nuestro proyecto, además se tendrá información actualizada para realizar un diseño

optimo e integrar cada uno de los recursos adquiridos.

Gráfico 12

- 55 -

Módulo Principal



PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UN EQUIPO SANITIZADOR

Este prototipo de equipo sanitizador se divide en 2 partes:

La programación de la aplicación para los teléfonos con sistema operativo

Android.

La programación del microprocesador Esp32 y el armado de la electrónica del

equipo.

IMPLEMENTAR

Esta fase se trata de coordinar todos los recursos para poderlos implementar en

nuestro proyecto, a continuación, detallaremos los recursos.

- 56 -

PROGRAMACIÓN DE LA APLICACIÓN PARA LOS TELÉFONOS CON

SISTEMA OPERATIVO ANDROID

Para la elaboración de la aplicación para los teléfonos inteligentes con sistema

operativo Android con versiones superiores a 4.0 se utiliza la plataforma APPInventor,

para lo cual se debe suscribir mediante correo electrónico y de esta manera tener

acceso a dicha plataforma en línea.

Gráfico 13

App Inventor



- 57 -

Gráfico 14

Inicio Sesión



• Una vez creada la cuenta en la APP INVENTOR, se procede a crear la

aplicación móvil.

- 58 -

Gráfico 15

Inicio De App



• En este caso se llama sanitizador.

- 59 -

Gráfico 16

Creación De Botones Y Etiquetas



Esta plataforma tiene 2 componentes a programarse que son:

• interfaz gráfica.

• programación en bloque.

INTERFAZ GRÁFICA

En la elaboración de la interfaz gráfica se toma en consideración la

presentación y el impacto que tendrá la aplicación respecto al usuario, ya que

tendrá que ser llamativa y agradable a la vista, considerando la funcionalidad

adecuada.

• Se capturan algunas pantallas de la aplicación:

- 60 -

Gráfico 17

Funcionalidad De Botones



Luego de dar click al icono de la aplicación, aparecerá esta pantalla donde

ingresamos datos del cliente o usuario:

Cliente: aquí se ubicará el nombre del cliente.

Modelo: se colocará el modelo de la maquina dispensadora de líquido.

Serie: se colocará el número de serie de la maquina dispensadora de líquido.

Correo: se colocará el correo del cliente para que al terminar la sanitización le

llegue un reporte técnico.

- 61 -

Teléfono: número telefónico al cual llegaran los avisos de proceso terminados

mediante mensaje de texto.

Lugar: se ubica la ciudad donde se realiza el mantenimiento.

• Luego de llenar estos dos parámetros damos click en el botón

ACCEDER.

Gráfico 18

Ingreso De Datos



- 62 -

En la pantalla principal aparecerá 2 opciones que son: Manual y Automática.

Gráfico 19

Ingreso A Las Opciones



En caso de que se desee trabajar de forma manual, la aplicación pedirá que se

ingrese la clave de autorización para trabajar con los botones manuales para esto

digitaremos la “m”; si queremos ver y/o borrar los registros acumulados digitaremos la

“r”.

Si elegimos el botón automático, nos aparecerá en la pantalla el acceso a tres

botones, los cuales contendrán los procesos en tiempos diferentes: media hora ,45

minutos o una hora.

- 63 -

Gráfico 20

Horas Trabajadas



La pantalla de los botones, para trabajar en manual, contendrán funciones tales

como:

• Recircular

• Drenar

• Enjuagar

Y un botón de prueba manual de 1 minuto( para calibrar el equipo después

de un mantenimiento) y determinar que todas las salidas están en buen estado.

Adicionalmente existe un botón de “RESET” el cual cada 1000 horas de

uso del sanitizador , la aplicación enviara un mensaje de aviso indicando que ya

- 64 -

es tiempo de hacer mantenimiento al equipo sanitizador. En otras palabras, se

autodiagnóstico a si mismo ya que al llegar al tiempo establecido nos avisara para

darle mantenimiento.

Gráfico 21

Funcionamiento Manual



Al activar el botón de prueba, procederá a salir esta pantalla , la cual indica los

valores de temperatura y humedad relativa del lugar donde se encuentra el

dispensador, así como el tiempo restante del proceso en el que se encuentra,

este botón indicador , contiene la función de parada de emergencia en caso de

- 65 -

que el usuario en cualquier instante quiera detener el proceso automático. Así

mismo mostrara el tiempo que se está sanitizado y el horómetro interno del uso del

equipo.

Gráfico 22

Funcionamiento Automático



- 66 -

De la misma manera si elegimos digitar la “r” en minúscula nos mostrara

todos los registros de los procesos realizados acumulados con la opción interna de

borrar todos los registros si así lo desea el usuario.

Gráfico 23

Registro De Mantenimientos



- 67 -

• Cuando digitamos el botón automático nos aparecerá esta pantalla en la

cual nos da 3 opciones de procesos: de 30 minutos, 45 minutos o, 1

hora.

¿EN QUÉ CONSISTE LOS BOTONES DE PROCESOS AUTOMÁTICOS

YA SEA DE MEDIA HORA, 45MINUTOS O UNA HORA?

Lo único que diferencia a cada botón del modo automático, son los diferentes

tiempos programados. El botón envía un respectivo dato a la tarjeta ESP32 y el

microprocesador programado para que este realice 3 funciones, dentro de cada botón

existen los siguientes procesos, recirculación en dos tiempos, drenaje y enjuague las

cuales se ejecutan una tras otra según fue programado. Con la finalidad de lograr

la sanitización interna de las tuberías, mangueras conectadas respectivamente en el

equipo sanitizador y que una vez terminados los procesos de sanitización, este

enviara un aviso vía mensaje al usuario del equipo, tal como también se

guardara en la aplicación del teléfono el registro respectivo del proceso efectuado.

- 68 -

Gráfico 24

Tiempo De Cada Ciclo



PROGRAMACIÓN EN BLOQUE

En la elaboración de la programación en bloque, hay que considerar la

funcionalidad tanto para el control y medición de los parámetros que interviene en el

proceso.

- 69 -

Gráfico 25

Programación En Bloque



Cada bloque representa las funciones de:

Un botón

Un temporizador

Una etiqueta.

Tenemos que considerar que aparte de las funciones básicas, manuales,

automáticas y de lectura de datos, hemos colocado la función de conectividad

bluetooth, la cual nos garantiza que el equipo sanitizador y la aplicación en

cuestión se comunicaran respectivamente. Sin este bloque la conectividad con el

Programación en bloque

- 70 -

prototipo sanitizador será imposible, enviándonos avisos que fallo la conexión con el

receptor (en este caso el microprocesador ESP32, lo tiene incluido en su estructura

interna) o que no está activo el bluetooth en el teléfono.

• Falla en la conectividad entre el celular y el microprocesador ESP32 del

equipo sanitizador:

Gráfico 26

Falla De Conectividad



• Falla en el celular por no tener activa la conectividad bluetooth.

Gráfico 27

- 71 -

Activar Bluetooth.



• Bloque importante para realizar la conectividad bluetooth:

- 72 -

Gráfico 28

Programación En Bloque En App Inventor



- 73 -

Una vez elaborada la aplicación, es necesario probarla en nuestro celular,

existen varios métodos y emuladores de teléfonos, el que usamos es la descarga

directa.

Procedemos a compilar y descargar en el pc y luego por cable USB, pasamos la

aplicación al teléfono.

Gráfico 29

Descarga De La App

Autor: Dennis Maroto Jiménez.


DEFINICIÓN ESP32

El ESP 32 es un System on chip (SoC), que fue creado por la empresa china

Espressif y fabricado por TSMC, el ESP 32 tiene integrado un único chip con un

Click para

descargar la App

para un

Smartphone

- 74 -

procesador Tensilica Xtensa de doble núcleo de 32 bits a 160 Mhz con una posibilidad

de hasta 240 Mhz y conectividad Bluetooth y WIFI.

ESP 32 trae consigo varias funcionabilidades y mejoras con respecto a

tecnologías anteriores, como por ejemplo la potencia del bluetooth que es de 4.0,

encriptación por hardware, reloj en tiempo real RTC además cuenta con varios

sensores como el sensor hall, táctil y de temperatura.

Los lenguajes de programación que son compatibles con el ESP 32 son:

• IDE de Arduino.

• MicroPython

• RTOS

• Esppruuino.

• Mongoose.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

• Arranque seguro.

• Memoria de 520 Kib SRAM.

• Encriptación de la flash

• Pila integrada TCP/IP.

• Velocidad de 160 MhZ – 240 Mhz.

• Co-Procesador de baja energía.

• 32 ping GPIO.

- 75 -

• Soporta WFA/ WPA/ WPA2/ WAPI.

• Cuenta con 16 salidas PWM.

• 11 conversor analógico y digital de 10 pines.

• Controladora slave SDIO/ SPI.

• Sensor de temperatura, efecto hall.

• RTC (Reloj en tiempo real).

• Controlador mando a distancia infrarrojos de 8 canales.

• ( luisllamas.2018) (Giraldo, Estrada, Pineda, & López, 2012)

- 76 -

Gráfico 30

System On Chip Integrado En La Tarjeta ESP32


Fuente: (luisllamas.2018)

PROGRAMACIÓN DEL MICROPROCESADOR ESP32 E INSTALACIÓN DE

LA ELECTRÓNICA DEL EQUIPO

La base para realizar la programación de nuestro prototipo esta realizado en

lenguaje C.

- 77 -

Pues efectivamente procedemos a programar nuestra tarjeta ESP32, siguiendo

los siguientes pasos:

Primero nos vamos a la página oficial de Arduino y descargamos la aplicación

más actualizada.

Gráfico 31

Descargar Ide De Arduino


Fuente: Arduino 2020.

- 78 -

Gráfico 32

Instalación Del IDE



Una vez instalado la aplicación en nuestra PC procedemos a abrirla.

Gráfico 33

Abrir App En La Pc



Aplicación Arduino

- 79 -

Corroboramos que la aplicación Arduino funciones correctamente.

Gráfico 34

Comprobación De Funcionamiento



Una vez que entramos al ambiente Arduino procedemos a programar y

compilar las líneas de código para depurar error que exista, cuando tengamos la

programación ya realizada cargamos el programa Sanitizador tomando en

consideración las librerías necesarias a utilizar, variables. Funciones etc.

- 80 -

Gráfico 35

Inicio De Programación Módulos Relé



- 81 -

Gráfico 36

Programación De Botones Y Etiquetas



- 82 -

Gráfico 37

Programación De Válvulas



Gráfico 38

Programación De Tiempos En Los Ciclos



- 83 -

Una vez finalizado el programa y las funciones respectivas procedemos a la

compilación para determinar que no exista ningún problema

Nota: Esto se debe de hacer antes de cargar la tarjeta Arduino ESP32.

Gráfico 39

Compilación De Programa



Una vez que el programa haya compilado a la perfección procedemos a cargar

nuestro microprocesador y para realizar dicha acción lo conectamos con un cable USB

desde el PC a la tarjeta ESP 32.

Clic para compilar

- 84 -

Gráfico 40

Cargar Líneas De Códigos



Gráfico 41

Conexión De Tarjeta Esp32 Para Programar



Clic para cargar las líneas de cod en

nuestra tarjeta

- 85 -

Nota: Una vez realizado todos los pasos ya no se necesita la interfaz de

Arduino ya que el programa estará cargado en nuestra tarjeta micro controladora

ESP32. Cada vez que se inicie dicha tarjeta se iniciara el programa automáticamente.

Luego de cargar el programa en el microprocesador en ESP32 se procede a

implementar la parte electrónica del prototipo, el hardware es una parte fundamental

para completar el proyecto y para que se cumpla debemos seguir las siguientes

indicaciones que son:

Tarjeta Arduino ESP32: Que es la que contiene el programa sanitizador con las

diversas funcionabilidades ya empaquetadas como son conectividad bluetooth

(mediante la “MAC: 30:AE:A4:7C:67:EE” SANITIZADOR), medición de

temperatura y humedad del equipo, salida para accionar las redes los cuales accionan

las válvulas.

- 86 -

Gráfico 42

Instalación De Tarjeta Esp32 En Módulo Principal



Módulo de 4 relés de Arduino que tiene como funcionabilidad la activación de

las válvulas y bombas de agua.

Gráfico 43

Instalación De Módulo Relé



- 87 -

Gráfico 44

Dirección Mac De La Tarjeta ESP32



Módulo sensor de temperatura DHT11, la funcionabilidad de este sensor es

para controlar la temperatura y humedad relativa del equipo.

Gráfico 45

Sensor De Temperatura Y Humedad



- 88 -

Fuente de 12 VDC 2Amperios, estos dispositivos nos permitirán conectar las 3

válvulas normalmente cerradas y la bomba de agua.

Gráfico 46

Fuente De Poder 12VDC



Fuente de 5 VDC 2 Amperios, es utilizado para alimentar al ESP32 y un sensor de

temperatura - humedad.

- 89 -

Gráfico 47

Adaptador De Voltaje 5VDC



También se necesitará 3 válvulas de 12 VDC, dichas válvulas deben de ser

normalmente cerradas es decir tipo ON/ OFF.

Gráfico 48

Instalación De Válvulas Solenoides



- 90 -

Operar: En esta fase tenemos que supervisar el avance y alcance del proyecto,

según la Metodología PPDIOO, aplicando las acciones correctivas necesarias para la

mejora del prototipo y los servicios que puede ofrecer.

Optimizar: En esta parte del proyecto es muy importante ya que aquí

tendremos una visión panorámica del proyecto y si cumple los objetivos planteados en

el Capítulo I.

Una vez que está instalado la aplicación en el teléfono, observamos como la

APP aparecerá automáticamente en la pantalla principal.

Gráfico 49

Visualización De App En Celular



Aplicación

sanitizador

- 91 -

CAPÍTULO IV

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO

El siguiente prototipo es aceptable ya que cumple con los criterios que se

buscan mediante la sanitización realizando la recirculación, drenaje, enjuague y

desagüe. El funcionamiento en conjunto de cada módulo es importante, puesto que en

este capítulo se busca tener una medición de calidad y rendimiento del proyecto con

base a las descripciones técnicas. Con esto se puede decir y comprobar que el sistema

se encuentra funcionando correctamente de acuerdo con los parámetros definidos.

Por lo tanto, se efectuará una matriz con los criterios de aceptación por cada

uno de los requerimientos establecidas en el alcance del proyecto.

• Informe de aceptación y aprobación para productos de

SOFTWARE/HARDWARE

• Informe de aseguramiento de la calidad para productos de

SOFTWARE/HARDWARE

Informe de aceptación y aprobación para productos de

- 92 -

SOFTWARE/HARDWARE

En este informe se presentará los requisitos establecidos en el alcance, si se

ejecutaron y la forma en que se presentaron. El responsable de hacer cumplir este

alcance es el autor.

Tabla 12

Requisitos Establecidos En El Alcance

Alcance Entregable Guía Ejec. Revisor

Instalación

de los

módulos y

adaptadore

s de voltaje

Gráficos No.

3, 4 y 12

Revisión

formal Si

Ing.

Ángel

Asanza

Instalación

de la

tarjeta

ESP32

Operatividad

Ver Gráfico

No 2, 12,41 y

42

Revisión

Formal Si

Ing.

Ángel

Asanza

Instalación

de Sistema

Eléctrico

Operatividad

ver Tabla 2 y

4; Gráficos 10

46 y 48

Revisión

formal

Si

Ing.

Ángel

Asanza

Creación e

Instalación

de Sistema

Móvil

Operatividad

Ver Gráficos

5,13,15,16,

18,19,20,22,23

,24,25,26,28,4

5,49,

Revisión

formal

Si

Ing.

Ángel

Asanza

- 93 -

Instalación

del sistema

Hidráulico

Operatividad

Ver Tabla No.

3 y Gráfico 48

Revisión

formal

Si

Ing.

Ángel

Asanza


Tabla 13

Criterio De Satisfacción Con El Sistema


Criterio De Satisfacción con el sistema Ejecución

Sistema electrónico

Acceso desde caja principal Aceptado

Acceso a la tarjeta ESP32 Aceptado

Sistema Móvil

Ingreso de datos del usuario Aceptado

Reconocimiento de bluetooth Aceptado

Controles mediante botones Aceptado

Mensaje de finalización de trabajo Aceptado

Envió de reporte técnico mediante correo Aceptado

Sistema Hidráulico

Instalación y control de mangueras Aceptado

Instalación y control de bomba hidráulica Aceptado

- 94 -

Informe de aseguramiento de la calidad para productos de Software / Hardware

Cuando se realice un mantenimiento en un dispensador de líquidos en un

establecimiento de comidas rápidas se detallará lo siguiente:

1. La aplicación móvil la podrá manejar el proveedor y este ingresará los

datos del cliente o el usuario del dispensador de líquidos.

2. El móvil se interconectará con el equipo Sanitizador mediante

bluetooth.

3. La información ingresada al iniciar la aplicación se reflejará en el

reporte técnico que se enviará cuando termine la sanitización.

4. El proveedor del servicio de sanitización podrá obtener un historial de

todos los mantenimientos preventivos realizados y descargarlos.

5. El proveedor del servicio de sanitización tendrá que realizar un auto

mantenimiento cada 10000 horas de trabajo del equipo Sanitizador, que

consistirá en eliminación de sedimentos en las válvulas solenoides, de la

cabina de llenado de agua y por último reiniciar el horómetro.

- 95 -

CONCLUSIONES

Este proyecto se puede concluir las siguientes situaciones:

1. Se obtiene el desarrollo de una aplicación móvil, que se interconecta

con el equipo Sanitizador mediante bluetooth, que monitorea, controla y

realiza una sanitización a los dispensadores de líquidos.

2. Al ingresar los datos del cliente y los datos del dispensador cuando

abres la aplicación, se guardarán para el respectivo reporte técnico, al

finalizar el trabajo de sanitización.

3. Se desarrolló un sistema de control de cada ciclo de limpieza o

sanitización, para ser usado de forma manual o automática en un tiempo

determinado.

4. Cuando se llene la cabina con agua para empezar la sanitización,

también se agregará vinagre como agente de limpieza y así ayudará con

la eliminación de sedimentos, moho y bacterias dentro del circuito de

mangueras en el dispensador de líquidos dejándolo operativo.

- 96 -

RECOMENDACIONES

1. Después del estudio y análisis realizados en este proyecto se

recomienda lo siguiente; adquirir una bomba de mayor potencia para

que la presión del agua circule con mayor fuerza y mejore los objetivos

del proyecto.

2. Adquirir conectores de cobre para agua caliente y así los empaques y

conectores PVC que usa la bomba hidráulica no se vean afectados.

3. Obtener un sensor de nivel para la cabina de llenado y así tener control

sobre ella.

4. Ubicar filtros retenedores en las válvulas solenoides para tener control

de los sedimentos de entrada y salida.

5. Se podría usar un “agente químico QUACIDE® DA80 DDA

Detergente desinfectante espumante ácido. Detergente desinfectante

ácido con capacidad desincrustante, especialmente diseñado para la

limpieza y desinfección diaria de los equipos y superficies de trabajo

que presentan incrustaciones minerales y suciedades orgánicas y

minerales. Posee actividad bactericida.” (Betelgeux, S.L.,

Septiembre2013,p09).

- 97 -

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103

ANEXOS

110

Anexo 1


CRONOGRAMA DEL PROYECTO FACULTAD DE CIENCIAS

MATEMATICAS Y FISICA

CARRERA DE INGENIERIA EN

NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

Título del proyecto: Elaboración de un prototipo de sistema de monitoreo para la

recirculación eléctrica que combine la limpieza química y a

presión de fluidos para equipos dispensadores de líquidos o

gases controlados por aplicación móvil.

Tutor: Ing. Ángel Asanza Briones, M.Sc.

Estudiante: Dennis Esteban Maroto Jiménez

Duración del desarrollo del proyecto: 5 meses

No.

ACTIVIDADES

INICIO

Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo

1

Investigación la

falta de

sanitización en

los

dispensadores

2 Investigación

de

funcionamiento

de la tarjeta

ESP32

3 Desarrollo de

capítulos I y II

4 Creación del

proyecto

5 Creación de la

aplicación

6 Pruebas y

desarrollo del

capítulo III

7 Pruebas y

desarrollo

capitulo IV

8 Finalización del

proyecto

corregido

105

ANEXO 2

2.- CREACIÓN DE ESTRUCTURA.

CODOS Y TUBOS METÁLICOS

106

2.1.- SE PROCEDE A PINTAR ESTRUCTURA

107

2.2.- SE COLOCA CAJA PARA MÓDULO PRINCIPAL

108

ANEXO 3

3.- CREACIÓN E INSTALACIÓN DEL MÓDULO PRINCIPAL

3.1.1.-SE SUELDA COMPONENTES

3.1.2.- SE INSTALAN MÓDULOS

3.1.3.-SE INSTALA BOTON DE ENCENDIDO

3.1.4.- SE INTERCONECTAN MÓDULOS Y FUENTES

110

3.1.5.- SE INTERCONECTAN MÓDULOS Y FUENTES

111

ANEXO 4

INSTALACIÓN DE MANGUERAS Y VÁLVULAS

4.1.1.- SE INSTALAN VALVULAS SOLENOIDES

4.1.2.- SE INSTALAN MANGUERAS

112



113

4.1.5.- SE INSTALAN MANGUERAS Y CONECTORES PVC

114

ANEXO 5

APLICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

5.1.1.- PERMITIR ACCESO A LA APP DESDE CUENTA GOOGLE.

5.1.2.- PERMITIR ACCESO A LA APP DESDE CUENTA GOOGLE.

115

5.1.3.- PERMITIR ACCESO A LA APP EN EL CELULAR.

5.1.4.- ACTIVAR BLUETOOTH.

116

5.1.5.- VISUALIZACION DE PANTALLA PARA INGRESAR DATOS

5.1.6.- SE INGRESAN DATOS

117

5.1.7.- CONTROL MANUAL 5.1.8.- CONTROL AUTOMÁTICO

5.1.9.- AVISO MEDIANTE MENSAJE DE TEXTO

5.1.10.- CORREO CON REPORTE TÉCNICO O HISTORIAL DE PROCESOS

5.1.11.- VISUALIZACION DEL REPORTE TECNICO

119

ANEXO 6

PROGRAMACIÓN EN BLOQUE EN APP INVENTOR

5.1.12.- VISUALIZACION DE HISTORIAL DE TRABAJO

6.1.1.- PROGRAMACIÓN DE BOTONES, CONEXIÓN CON BLUETOOTH

109

6.1.3.- PROGRAMACIÓN DE INGRESO DE DATOS.

6.1.2.- PROGRAMACIÓN DE CAJAS DE TEXTOS

110

6.1.4.- PROGRAMACIÓN ENVÍO DE REPORTE TÉCNICO.

111

ANEXO 7

PROGRAMACIÓN EN EL IDE DE ARDUINO

7.1.1.- PROGRAMACIÓN CONEXIÓN CON BLUETOOTH

7.1.2.- PROGRAMACIÓN CONEXIÓN CON VÁLVULAS SOLENOIDES

7.1.3.- PROGRAMACIÓN DEL ESTADO DE CADA BOTÓN

7.1.4.- PROGRAMACIÓN DEL TIEMPO DE CADA CICLO DE SANITIZACIÓN

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