En este ensayo se presenta un prototipo automatizado diseñado para la recolección y reciclaje de basura en las playas. Controlado por una tarjeta Arduino Mega, encargada de controlar diferentes sensores que permiten hacer las tareas para las cuales está diseñado, como lo son sensores infrarrojos de proximidad, sensor de carga de batería, cámara para poder grabar lo que pasa, un GPS para localizar el dispositivo.
Además, podrá conectarse a un dispositivo ya sea smartphone o Tablet vía bluetooth para brindar datos como batería restante, video captado por las cámaras y encendido-apagado del prototipo. Con un diseño basado en un sistema de ruedas de oruga, facilitando su movilidad en el terreno para el cual estará dedicada su tarea.
Cabe mencionar que el proyecto estará acompañado de un basurero inteligente, el cual tendrá la tarea de reciclar la basura que sea depositada por el sistema automatizado de recolección de basura, contando con sensores de llenado y separación de basura.
Índice
Resumen
Contaminación del agua por basura
Datos recabados
Disminuir la contaminación
Programación con C++
Características del C++
Estructura de programación C++
Placa programadora Arduino
Arduino mega
Puestos de Arduino mega 2560:
Microcontrolador Atmega 2560 (Modulo Arduino Mega)
Componentes y armado
Conexión al Arduino vía Bluetooth
Aplicación para controlar Arduino
Objetos extras al Arduino para el proyecto
Evolución del diseño de un sistema de recolección de basura utilizando manufactura aditiva en un robot limpiador de playa
Diseño del prototipo
Sistema monitoreo inalámbrico de bancos de baterías utilizando en Arduino Mega 2560
Contenedor de basura inteligente
Conclusión
Objetivos y temas de la investigación
El objetivo principal de esta investigación es presentar el diseño de un prototipo automatizado basado en Arduino Mega, capaz de recolectar y reciclar residuos en playas para mitigar la contaminación ambiental y proteger el ecosistema marino mediante el uso de sensores, GPS y un sistema de tracción por orugas.
- Automatización del proceso de limpieza de playas y gestión de residuos.
- Desarrollo de hardware basado en la plataforma Arduino y programación orientada a objetos en C++.
- Implementación de sistemas de movilidad todoterreno y monitoreo de baterías inalámbrico.
- Integración de sensores de proximidad, cámaras y GPS para la autonomía y seguridad del robot.
- Desarrollo de un contenedor inteligente complementario para la clasificación automatizada de desechos.
Auszug aus dem Buch
Contaminación del agua por basura
Se cree que el mayor problema de un país no está en la economía sino en el crecimiento de la contaminación ambiental, lamentablemente todo esto ha afectado a los mares y a toda la fauna que se encuentra dentro de él, y es por eso que hacemos énfasis en esto, ya que toda esa basura termina desembocando en los océanos o en las costas mexicanas, haciendo referencia que este país (México), ha sido caracterizado por sus bellas playas. Como lo menciona el autor:
"Ante el exceso de contaminantes que se observan en la actualidad, las aguas no han quedado exentas de abusos y accidentes, en las últimas décadas se ha observado un aumento respecto a la contaminación del agua, así como de accidentes e irresponsabilidades por partes de empresas e incluso de los propios habitantes del país". (Padilla & Ferman, 2019, p. 69)
México es uno de los países que destacan por tener casi la mitad de todo tipo de especies marinas, una gran biodiversidad que lamentablemente año tras año empieza disminuir, un claro ejemplo de ello; son las ballenas, esto porque las aguas mexicanas cuentan con nueve de las once especies que existe en el mundo, anhelamos que esto disminuya, ya que toda la basura termina desembocando en los océanos y estos ejemplares lo adquieren creyendo que es alimento. Según el autor:
"Se encontró más basura plástica en el fondo del mar que flotando en la superficie del agua, puesto que los desechos eventualmente llegan a las playas y se hunden. Es desalentador observar basura plástica en el mar y aún más sabiendo que la mayor parte se encuentra en el fondo, fuera de la vista de las personas". (Rivera & otros, 2020, p. 13)
Resumen de los capítulos
Contaminación del agua por basura: Analiza el impacto negativo de los residuos en los ecosistemas marinos y la biodiversidad costera en México.
Datos recabados: Presenta estadísticas sobre la presencia de distintos tipos de basura y microplásticos en diferentes playas y zonas marinas.
Disminuir la contaminación: Explora el origen de los contaminantes costeros y propone medidas para mejorar la conservación de estas áreas.
Programación con C++: Detalla las ventajas del lenguaje C++ en la programación orientada a objetos para el desarrollo de software de control.
Placa programadora Arduino: Describe las características técnicas y la versatilidad de las placas Arduino como base para proyectos de robótica e IoT.
Arduino mega: Explica las capacidades específicas y la configuración del modelo Mega 2560 utilizado en el prototipo.
Microcontrolador Atmega 2560 (Modulo Arduino Mega): Detalla las especificaciones técnicas del microcontrolador central que gestiona el prototipo.
Componentes y armado: Describe la integración lógica y física de los diversos módulos electrónicos con la placa Arduino.
Conexión al Arduino vía Bluetooth: Expone los métodos de comunicación remota para la transmisión de datos y control a distancia.
Aplicación para controlar Arduino: Analiza el uso de la aplicación ArduinoDroid como herramienta de gestión del prototipo.
Objetos extras al Arduino para el proyecto: Detalla los sensores, cámaras y sistemas de posicionamiento necesarios para la detección y el seguimiento.
Evolución del diseño de un sistema de recolección de basura utilizando manufactura aditiva en un robot limpiador de playa: Analiza los desafíos mecánicos de prototipos previos y la necesidad de optimización.
Diseño del prototipo: Propone un sistema de tracción por orugas para mejorar la movilidad y tracción en terrenos arenosos.
Sistema monitoreo inalámbrico de bancos de baterías utilizando en Arduino Mega 2560: Describe el desarrollo de un monitoreo remoto para asegurar la autonomía energética.
Contenedor de basura inteligente: Presenta una solución complementaria automatizada para la separación eficiente de residuos.
Palabras clave
Contaminación, Playas, Basura, Autonomía, Arduino Mega, Programación C++, Sensores, GPS, Diseño de Oruga, Contenedor Inteligente, reciclaje, Microplásticos, Robótica, Medio Ambiente, Manufactura Aditiva.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el propósito principal de esta investigación?
La investigación busca desarrollar un prototipo robótico automatizado capaz de recolectar y reciclar basura en playas, utilizando tecnología Arduino para mejorar la limpieza de los ecosistemas costeros.
¿Qué campos temáticos abarca este trabajo?
La obra integra la robótica aplicada, la programación en C++, el uso de microcontroladores (Arduino), la gestión de residuos y la conservación ambiental.
¿Cuál es el objetivo de desarrollo del prototipo?
Diseñar un robot funcional, con tracción de oruga para terreno arenoso, que pueda detectar, recoger y transportar basura de manera autónoma hasta un contenedor inteligente.
¿Qué metodología científica se emplea en el diseño?
Se utiliza una metodología basada en el análisis de sistemas electrónicos y programación orientada a objetos, apoyada por una revisión bibliográfica de antecedentes en robótica de limpieza y gestión ambiental.
¿Qué temas se tratan en el cuerpo del documento?
El cuerpo trata desde la problemática de la contaminación marina, pasando por las especificaciones técnicas del hardware (Arduino Mega), hasta los detalles mecánicos y de software del robot.
¿Cuáles son las palabras clave que definen el proyecto?
Las palabras más representativas incluyen Contaminación, Playas, Basura, Autonomía, Arduino Mega, Sensores, GPS y Contenedor Inteligente.
¿Cómo garantiza el robot su movilidad en la arena?
El diseño propone utilizar un sistema de ruedas de oruga, similar al de tanques convencionales, para aumentar la superficie de contacto y evitar hundimientos en la arena.
¿De qué manera se gestiona la energía del prototipo?
Se integra un sistema de monitoreo inalámbrico para el banco de baterías, permitiendo supervisar el rendimiento y asegurar que el dispositivo no se quede varado en las playas.
¿Qué papel cumple el "contenedor inteligente" en el sistema general?
El contenedor complementa la labor del robot al recibir los residuos recolectados y realizar una clasificación automática, facilitando así el proceso de reciclaje.
¿Por qué se seleccionó el lenguaje C++ para este desarrollo?
Se eligió por su eficiencia, capacidad de manejar hardware de bajo nivel y su soporte para programación orientada a objetos, lo cual es fundamental para gestionar los múltiples sensores del robot.
- Arbeit zitieren
- Jesus Uribe Martínez (Autor:in), 2020, Automatización del sistema de recolección y reciclaje de basura en las playas, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/972688
