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Esta sección, explica en detalle el rol de cada parte en la maquina, su lógica y construcción.
Este es un diagrama o dibujo que hicimos para poder visualizar todas las conexiones básicas de la maquina. No es 100% exacto, y está sujeto a cambiar, pero sirvió como base fundamental. Porque con él, podemos tener una visión de lo que estamos tratando de alcanzar.
El Rectángulo Azul con líneas negras conectadas a él, es el Arduino, el cual controla toda señal de entrada y salida. Excepto por los resistores, que están conectados a AC, y están controlados, en lugar de estar conectados directamente al Arduino, por relevadores. Estos apagan y prenden los resistores recibiendo señal del Arduino.
Toda parte detallada en la última sección puede ser observada en el diagrama, excepto por los que están usados en la construcción de la bomba (El de color rojo y blanco).
Hicimos este diagrama de flujo para explicar las funciones básicas de la maquina, el cual es directo y simple. El diagrama utiliza ciertos términos, variables, y otras cosas que hicimos para poder entenderlo. Va de esta manera: Primero la maquina es encendida, luego empezara a recibir información de los sensores, el compara una variable con la temperatura de 37 grados Celsius, después toma una decisión.
Si ‘A’ fue menor que 37, entonces empieza un proceso, en el cual ‘A’ debe subir. Para poder hacer eso, ‘R’ que es el resistor, es usado por poco tiempo (15 segundos) y es apagado. Un lapso de 1 minuto, toma lugar y luego, ‘revisa’ un lapso de tiempo. Si 16 horas han pasado. Considerando que 16 horas, no han pasado todavía. El flujo de regresa a la comparación inicial, de ‘A’ con 37 grados.
Si ‘A’ fue más grande o igual a 37, entonces un lapso de 1 minuto toma lugar, y una comparación es hecha. Si 16 han pasado o no. Considerando que 16 horas no han pasado, entonces regresa a la comparación de ‘A’ con 37. Todo esto puede describirse como la primera fase de la función básica, la cual toma lugar en el control de crecimiento. La siguiente fase, toma lugar después de un lapso de 16 horas, en donde el control de producción toma lugar.
En esta fase, ‘M” un término corto para el motor o bomba, es encendido. Declaramos que la información de entrada, será recibida de B. Una comparación es hecha, con ‘B’, el cual es el segundo sensor o sonda de temperatura. Nosotros hemos colocado el sensor en un lugar específico del contenedor (beaker), lo cual nos permite utilizar algo de lógica ahí. En otras palabras, podemos asumir cuando el agua está o no en el contenedor utilizando lecturas del sensor B. Si es menor a 37, entonces el agua no ha hecho contacto con el sensor todavía, y el motor sigue bombeando agua, pero si es mayor o igual. ¡Entonces podemos asumir que el agua está en el contenedor! Entonces la bomba de agua es apagada.
Después de que el agua este en el contenedor o ‘B’ fuese mayor o igual a 37, otra comparación es hecha, esta vez, con 20 grados Celsius. Si es mayor a 20, entonces un proceso inicia, en el cual ‘B’ debe bajar, asique la temperatura debe bajar. Ese cuadro, inicia y enciende un disipador de calor (por 1 min), y tiene un lapso de 1 minuto. Después regresa a la comparación de 20.
Si es mas pequeño o igual a 20, un lapso de 1 minuto toma lugar. Un proceso inicia, el cual enciende ‘L’. ‘L’ es un término para la luz negra que estaremos utilizando. En otras palabras, los LEDs ultravioleta, son encendidos, y se declara entrada con la variable ‘E’ siendo igual a la longitud de onda de la luz reflejada en la solución o medio. Si no está entre 400m y 500nm, entonces regresa a la comparación de 20. Si es verdadero, entonces la maquina es apagada.
Nota: decidimos cambiar 37 en ‘B’, por 30, porque la temperatura del agua podría bajar un poco, mientras viaja a través de la bomba. También baja durante el lapso de tiempo, que toma para llenar el otro contenedor. Los lapsos entre procesos afectan también, es por eso que cambiamos ese número. También, el último proceso en donde ‘E’ está leyendo la longitud de onda, está sujeto a cambiar. En lugar de utilizar un sensor para censarlo, podríamos también utilizar nuestros propios ojos para verlo y después apagar la maquina.
Como esta conectado y como funciona:
Hay 2 sensores conectados al Arduino, los cuales están colocados adentro de los contenedores. De esta manera, podemos obtener lecturas del agua misma. Tienen signos de +,-, en cada cable. Esos van conectados a cualquier puerto I/O en la placa. A través del código, podemos alterar la polaridad de esos puertos, uno siendo de 5v y el otro de GND, o tierra análoga. Hay una tercera conexión, la cual es la información o lecturas producidas por el sensor. Ese cable va conectado a un puerto analógico de entrada, ya que queremos información detallada.
Los beakers (contenedores), son colocados sobre los disipadores de calor. El abanico debe mirar hacia abajo, y los lineamientos de aluminio o hierro, deben hacer contacto con el beaker. El disipador de calor tiene motores, que hacen al abanico. Utilizamos esto, para disipar y enfriar el sistema. Ellos tienen 4 conexiones, pero estaremos usando solo 2 de ellas, siendo +,-. Esos los conectamos a puertos PWM, de salida. Queremos controlar la cantidad de volts, aplicada al motor.
Los resistores son colocados a la derecha y izquierda respectivamente en cada beaker. Tienen 2 conexiones, los cuales van conectados a una terminal eléctrica. Ellos calentaran los beakers, mientras estén haciendo contacto con ellos. Relevadores, son colocados en los cables del resistor. El lado de 100~120v, va conectado a los cables del resistor. El otro lado, es conectado a cualquier puerto digital I/O en el Arduino.
La bomba de agua es colocada entre los 2 beakers, preferiblemente sostenida por una columna o pegada a un beaker. Sus tubos transparentes son colocados adentro de los beakers. El tubo del lado de arriba es conectado a GC, y el tubo lateral va en PC. Hay 2 cables en el también, los cuales son +,- respectivamente. Esos van conectados a cualquier puerto PWM en el Arduino.
El arreglo de LEDs UV, tiene un cátodo y un ánodo, esos pueden ir conectados en serie o paralelo. Depende de la preferencia. Esos van conectados a su respectiva polaridad en el Arduino. Su lado lateral debe ser cubierto por cualquier tipo de contenedor. El lado de arriba no debe ser cubierto, esto es, para proteger los ojos del observador.
El display LCD, requiere ser conectado de una manera específica. Para verlo con detalle, por favor refiérase a su hoja de datos. Los 4 botones, van conectados a cualquier puerto digital I/O en el Arduino, los cuales podrían ser colocados en una protoboard, para evitar el tener que soldar.
El adaptador AC/DC, debe ser conectado a una terminal eléctrica. Su otro cable debe ser conectado a la entrada de poder del Arduino. Esto actúa como una fuente de poder para el sistema. El Arduino tiene un puerto de comunicación, el cual va conectado a una computadora. El Arduino es luego programado, con su software respectivo.
El siguiente sistema trabaja, recibiendo información de los sensores. Mientras que ellos reciben información, los disipadores y resistores son encendidos, respectivamente para poder regular la temperatura del agua. Los UV LEDs, son encendidos para exponer el brillo fluorescente en la solución. La bomba de agua es activada, cuando la función básica completa su lapso de 16 horas, o es instruida por el usuario. El display LCD, es nuestra interface. Diseñamos una interface, en el cual 1 botón puede cambiar de opciones, y los otros 3 pueden ordenar funciones predeterminadas. Ejemplo Breve: Establecer Temperatura: es elegida al cambiar de opciones, y el 37, es seleccionado incrementando o decreciendo el número con otros 2 botones. Luego la maquina activa el disipador o resistor hasta obtener la temperatura deseada.
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