dispensador de bebidas por mesa
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8/19/2019 Dispensador de Bebidas Por Mesa
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA EN INGENIERÍA Y TECNOLOGÍAS
AVANZADAS
PROTOCOLO
INGENIERÍA MECATRÓNICA DTA-PPT-01
AVISO DE PRIVACIDAD: Los datos recabados serán protegidos, incorporados y tratados por el Departamento de Tecnologías Avanzadas de la UPIITA, cuya finalidad es el uso de los mismos exclusivamente para el proceso de registro de protocolos y proyectos de trabajo terminal y proyecto terminal, para la titulación por opción curricular de las carreras de Ingeniería Biónica, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Telemática e Ingeniería en Sistemas Automotrices. El responsablede los datos personales es el Departamento de Tecnologías Avanzadas, perteneciente a la Subdirección Académica de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas del IPN, donde el interesado podrá ejercerlos derechos de acceso y corrección en la dirección: Av. Instituto Politécnico Nacional No. Col. Barrio la Laguna Ticomán, Gustavo A. Madero, México DF, CP. 07340, en el Edificio 1 primer piso. Lo anterior se informa en cumplimiento delDecimoséptimo de los Lineamientos de Protección de Datos Personales, publicados en el Diario Oficial de la Federación el 30 de septiembre de 2005.
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ALUMNO 1
DATOS ALUMNO 1 FIRMA
Nombre del Alumno Miguel ngel Romo García
Número de boleta 2011360568Teléfono 5540572195
Correo electrónico mromogar@gmail.com
ALUMNO 2
DATOS ALUMNO 2 FIRMA
Nombre del Alumno Santos Martínez Erik Número de boleta 2011300986
Teléfono 5534830864Correo electrónico santos.asimov@gmail.com
ALUMNO 3
DATOS ALUMNO 3 FIRMA
Nombre del Alumno Gallegos Sanlucar Jonathan Daniel Número de boleta 2011300302
Teléfono 5555350673Correo electrónico gallegosjonathan29@live.com.mx
DATOS ASESOR 1 VISTO BUENO ASESOR 1
Nombre Asesor (Grado Académico) M. en C. Angel Pretelín RicárdezAcademia Mecatrónica Interno X Externo1
Cédula Profesional (Obligatorio) 4260912Correo electrónico apretelin@ipn.mx
DATOS ASESOR VISTO BUENO ASESOR 2
Nombre Asesor (Grado Académico) M. en C. José Concepción Luna ReséndizAcademia Mecánica Interno X Externo
Cédula Profesional (Obligatorio) 2726684Correo electrónico jcluna24@hotmail.com
DATOS ASESOR 3 VISTO BUENO ASESOR 3
Nombre Asesor (Grado Académico) Academia Interno Externo
Cédula Profesional (Obligatorio) Correo electrónico
1 En caso de Asesores Externos, deberá incluirse copia de su Cédula Profesional y Curriculum Vitae r esumido en un archivo anexo a l Protocolo.
mailto:mromogar@gmail.commailto:mromogar@gmail.commailto:santos.asimov@gmail.commailto:santos.asimov@gmail.commailto:gallegosjonathan29@live.com.mxmailto:gallegosjonathan29@live.com.mxmailto:gallegosjonathan29@live.com.mxmailto:santos.asimov@gmail.commailto:mromogar@gmail.com
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Índice.Resumen. ........................................................................................................................................................... 4
Palabras clave. ................................................................................................................................................... 4Planteamiento del problema. ............................................................................................................................ 4
Objetivos. ........................................................................................................................................................... 5
General:.......................................................................................................................................................... 5
Particulares: ................................................................................................................................................... 5
Justificación. ....................................................................................................................................................... 6
Marco teórico. ................................................................................................................................................... 6
Flujo en tuberías. ........................................................................................................................................... 6
Principios de medición de Flujometros Ultrasónicos: efecto doppler y tiempo de tránsito de la señal. ...... 8
El método del efecto Doppler. ................................................................................................................... 8
Método del tiempo de tránsito de la señal. .............................................................................................. 9
Antecedentes. .................................................................................................................................................. 10
Monsieur. El Robot Bartender con Inteligencia Artificial. ........................................................................... 10
The Inebriator. ............................................................................................................................................. 12
Bartendro. .................................................................................................................................................... 12
Mark Shark: “El Robot camarero especializado en coctelería” ................................................................... 13
Barobot:”El camarero robótico”: ................................................................................................................. 14
Propuesta de solución...................................................................................................................................... 15
Propuesta de solución para el diseño del prototipo. ....................................................................................... 16
Áreas funcionales: ............................................................................................................................................ 19
Mecanismos de movimiento........................................................................................................................ 19
Banda Transportadora (Rodillos, tambores, husillos):............................................................................. 19
Estructura: ................................................................................................................................................ 19
Sensores: .................................................................................................................................................. 19
Interfaz: .................................................................................................................................................... 20
Fuente de alimentación: .......................................................................................................................... 20
Sistema hidráulico: ................................................................................................................................... 20
Recursos: .......................................................................................................................................................... 21
Humanos: .................................................................................................................................................... 21
Software: NI LabVIEW .................................................................................................................................. 21
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Hardware: Microcontrolador ....................................................................................................................... 21
Diagrama morfológico: ................................................................................................................................ 21
Presupuesto estimado: ................................................................................................................................ 22Fuentes Consultadas: ....................................................................................................................................... 26
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“DISPENSADOR DE LÍQUIDOS POR MESA PARA ESTABLECIMIENTOSCOMERCIALES”
Resumen.Se presenta la metodología para diseñar e implementar un sistema que dispense líquidos bebibles
sobre mesas de establecimientos comerciales, los cuales tengan algún tipo de recipiente no medible. Se
pretende que el cliente manipule la cantidad de producto que recibe por medio de una interfaz de usuario,
la cual estará interconectada con LabVIEW, los dispositivos sensores y finalmente con los actuadores del
sistema. La propuesta surge debido a la gran cantidad de establecimientos del ámbito de entretenimiento
como: bares, centros nocturnos, cantinas y similares, los cuales tienen una demanda considerable dentro y
fuera de México, así como en muchos destinos turísticos del mundo, donde es necesaria la medición y control
del producto que se vende, así como también la posibilidad de novedosas formas de llevar el producto quecomercializan al cliente. Se propone la implementación de un sistema de Autoservicio, para dispensar líquidos
bebibles en recipientes designados para tal labor, con el fin de cuantificar el producto y/o mejorar el servicio
que se tiene actualmente en este tipo de establecimientos, así como también con el fin de añadir una
atracción al establecimiento para incrementar las ventas del mismo.
Palabras clave.
Fluido, autoservicio, bartender, control, bebidas, interfaz.
Planteamiento del problema.La calidad del servicio 2en establecimientos comerciales como centros nocturnos, bares, cantinas y
similares, es muy importante para el éxito en las ventas y el prestigio de los mismos, tomando en cuenta que
la demanda de este tipo de establecimientos es alta, por lo que es difícil mantener una calidad de servicio en
cuestiones de tiempo y administración del dinero por parte del usuario así como también de la contabilidad
del establecimiento, tal y como sucede en centros comerciales donde se tiene los productos contabilizados
y es posible tener un control preciso de los costos y de la cantidad de producto vendido.
En establecimientos comerciales con distribución de líquidos de algún tipo que se encuentra en
contenedores, se presenta el problema de servir exactamente la cantidad de producto pagada por el cliente
lo que en algunos casos hace este tipo de servicio inviable económicamente, o viable económicamente peronecesaria la contracción de personal para servir la bebida al cliente o vigilar el correcto uso por parte de la
clientela.
2 La “calidad de servicio” es definido como el efecto global de la calidad de funcionamiento de un servicio que determina el grado desatisfacción de un usuario de dicho servicio.
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Otros de los problemas considerados es el manejo de las cuentas individuales en mesas de bares, debido a
que los establecimientos manejan cuentas por mesa y no por persona, por lo tanto los clientes deben dividir
el monto final ellos mismos, actividad que puede llegar inconvenientes en la realización del pago, esto
aunado a que en el caso de un establecimiento lleno, el servicio se vuelve muy lento e ineficiente, lo que
ocasiona la incomodidad o disgusto de los clientes teniendo como consecuencia una imagen negativa del
local comercial.
Es necesario entonces, ofrecer un servicio personalizado al cliente, que tenga mayor eficiencia en
comparación al servicio que se da normalmente, cumpliendo con las normas de salubridad vigentes3, lo que
lleva al reto tecnológico de implementar un sistema capaz de brindar a los usuarios esa atención
personalizada, para lograr esto, se toma como idea principal un sistema que pueda implementarse por mesa
y pueda despachar líquidos bebibles al cliente, llevando la cuenta individual. Sobre lo anterior, se recupera
lo dicho por Claudia Jasmand ; “Uno de los resultados de esta cambiante naturaleza en los servicios es la proliferación
de tecnologías de Autoservicio, las cuáles reflejan una nueva forma en como las compañías buscan servir eficientementea sus clientes.” 4 , partiendo de esta idea llevar el autoservicio a los locales comerciales con estas características
mencionadas implica un cambio importante en su forma de vender sus productos así como la forma en que
el cliente tendrá acceso a su consumo y la facilidad del uso.
Objetivos.
General:
Diseñar y manufacturar un sistema semiautomatizado capaz de dispensar líquidos bebibles de forma
personalizada, por mesa y manejando cuentas individuales por usuario para establecimientos
comerciales como centros nocturnos, bares, cantinas y similares.
Particulares:
Desarrollar un sistema que permita llevar cuentas individuales por usuario.
Implementar la interfaz hombre-máquina para dispensar la bebida elegida por el usuario..
Elegir la manera más adecuada para contabilizar el flujo del líquido.
3 Norma Oficial Mexicana NOM-142-SSA1-1995. Bienes y servicios. Bebidas alcohólicas. Especificaciones sanitarias.4 “One of the outcomes of this changing nature of services is the proliferation of self-service technologies, whichreflect a new way how companies seek to efficiently serve their customers.” (Jasmand, 2007, pág. 2).”Las traduccionesson responsabilidad de los autores del documento.
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Analizar y elegir los posibles materiales para diseñar una estructura que sea funcional y además
atractiva para el usuario.
Justificación.Actualmente en México es poco común encontrar un sistema que solucione la problemática
anteriormente señalada por lo que se infiere que el mercado aún no se encuentra totalmente saturado ,
implementar un sistema de este tipo junto con una estrategia de marketing en locales comerciales podría
implicar mayores ventas en lugares muy concurridos o invitar al público curioso a conocer una nueva forma
del servicio de bebidas e incrementar así el número de clientes.
Según el INEGI, en su censo económico del año 2009, del Sector 72 de establecimientos de servicios de
alojamiento temporal y de preparación de alimentos y bebidas del sector privado y paraestatal, Rama 7224,
existen en México un total de 23,340 centro nocturnos, bares, cantinas y similares. (INEGI, 2009). Con estedato implicaría que si un comercio con este sistema en México tuviera éxito la probabilidad de ventas del
sistema seria considerable dentro del país.
Uno de los objetivo de este sistema es que los principales beneficiarios de este proyecto sean los dueños de
los establecimientos que adopten el diseño ya que tendrán un mayor control en aspectos importantes como
el económico y la imagen del establecimiento, así también los usuarios tendrán un mayor control de su
consumo, cabe resaltar que en los países donde existe este tipo de servicio los usuarios acogieron
agradablemente la idea de un servicio personalizado. El atractivo tecnológico que proporciona el tipo de
sistema al establecimiento podría implicar una diferencia considerable al servicio convencional y agregar
exclusividad al usuario que se encuentre manipulando el sistema.
Marco teórico.El presente marco teórico se enfoca en los principales conceptos técnicos de la problemática del
proyecto que corresponden al manejo de fluidos y el cual representa uno de los más grandes retos a
resolver, así como también lo representa la medición, implementación y elección del sensor del flujo de
líquido a través de las mangueras o tuberías para llevar el control del consumo del producto.
Flujo en tuberías.En la práctica es común encontrar el flujo de fluidos en tuberías circulares y no circulares. El flujo de
fluidos se clasifica como externo e interno, ya que depende si el fluido se fuerza a fluir sobre una superficie
o dentro de un conducto. Los flujos interno y externo tienen características diferentes. Se considera el flujo
interno donde el conducto está totalmente lleno con el fluido y el flujo se impulsa principalmente mediante
la diferencia de presión. Este hecho no se debe confundir con el flujo de canal abierto, donde el conducto
está parcialmente lleno con el fluido y por tanto el flujo está parcialmente acotado por superficies sólidas,
como en una zanja de irrigación, y el flujo se impulsa sólo con la gravedad.
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El flujo de un líquido o de un gas a través de tuberías o ductos se usa comúnmente en sistemas de calefacción
y enfriamiento y en redes de distribución de fluido de diferentes tipos. El fluido en estas aplicaciones
usualmente se fuerza a fluir mediante un ventilador o bomba a través de una sección del flujo. Se pone
particular atención a la fricción, que se relaciona directamente con la caída de presión y las pérdidas de carga
durante el flujo a través de tuberías y ductos. Entonces, la caída de presión se usa para determinar la potencia
necesaria de bombeo. Un sistema de tuberías típico incluye entre otros elementos que dependen de la
aplicación tuberías que pueden ser de diferentes diámetros, adheridas entre sí mediante uniones o codos
para dirigir el fluido, válvulas para controlar la razón de flujo y bombas para presurizar el fluido.
Los términos tubo, ducto y conducto se usan de manera intercambiable para tramos de flujo. En general, los
tramos de flujo de sección transversal circular se conocen como flujo en tubos (en especial cuando el fluido
es un líquido), y los tramos de flujo de sección transversal no circular se conocen como ductos (especialmente
cuando el fluido es un gas). En este texto se usarán frases más descriptivas (como tubería circular o ducto
rectangular) siempre que sea necesario para evitar cualquier confusión.
La mayoría de los fluidos, en especial los líquidos, se transportan en tuberías circulares como se muestra en
la Figura 1. Esto es así porque las tuberías con una sección transversal circular pueden resistir grandes
diferencias de presión entre el interior y el exterior sin distorsión considerable. Las tuberías no-circulares,
por lo general se usan en aplicaciones como los sistemas de calefacción y enfriamiento de edificios, donde la
diferencia de presión es relativamente pequeña, los costos de fabricación e instalación son bajos, y el espacio
disponible para reparar ductos está limitado. (Cengel & Cimbala, 2006, págs. 321-322).
Figura 1.Tipos de tuberías. (Cengel & Cimbala, 2006, pág. 322).
La determinación del tipo de tubería implica la elección de un tipo específico de sensor para esa tubería
además de la elección de cómo se medirá la caudal del fluido de esa sección transversal.
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Principios de medición de Flujometros Ultrasónicos: efecto doppler y tiempo detránsito de la señal.
El ámbito de la medición por ultrasonidos abarca modelos y tipos de caudalímetros distintos. El
término "ultrasónicos" no es una característica inequívoca de un tipo de caudalímetro. La palabra
"Ultrasónicos" indica solamente que la velocidad del caudal se mide por medio de ultrasonidos, así con esta
velocidad se obtiene el flujo o razón por medio del tipo de tubería elegida. El caudal se mide en realidad por
alguno de los dos métodos siguientes:
El método del efecto Doppler.
Un caudalímetro de efecto Doppler se sirve del efecto Doppler (conocido también como corrimientoDoppler) para medir caudales. Este fenómeno físico resulta familiar porque pertenece al ámbito de nuestra
experiencia cotidiana. Es el efecto que se produce cuando un frente de ondas se refleja en un objeto en
movimiento. La frecuencia de las señales acústicas de, digamos, una ambulancia que se aproxima a nosotros
se reduce sensiblemente una vez que nos ha sobrepasado. El efecto Doppler es, pues, un incremento (o una
disminución) de la frecuencia de las ondas sonoras a medida que la distancia entre una fuente sonora y un
receptor aumenta o disminuye.
Una condición previa para que el caudalímetro de efecto Doppler funcione es que el fluido contenga
partículas, burbujas de gas u otras inhomogeneidades similares, que reflejen las ondas de sonido. Con este
propósito, un caudalímetro de efecto Doppler requiere dos sensores. El primero emite por el fluido una onda
de ultrasonidos a una frecuencia determinada y el segundo recibe la onda reflejada como se muestra en la
figura 2.
Figura 2. Medición de caudal por efecto Doppler con ultrasonidos. (Villajulca, 2010)
La frecuencia de las ondas emitidas (f1) y reflejadas (f2) varía en función de la velocidad del caudal de las
partículas/burbujas transportadas.
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La variación producida en la frecuencia del haz de ondas sonoras reflejadas es directamente proporcional a
la velocidad de las partículas o burbujas del flujo en movimiento. Se asume que la velocidad de las partículas
o burbujas de gas es la misma que la velocidad del fluido. Entonces, el cálculo del caudal viene dado por la
expresión siguiente:
Q = K * Δf ……………. (1)
Dónde:
Δf: Es la variación de la frecuencia (f1 - f2)
K : Es constante = f (ángulo de incidencia/reflexión, posición de la partícula reflejante, sección transversal)
El método del efecto Doppler es simple y bastante exacto cuando se mide la velocidad de una sola partícula.
Pensemos en un agente de la policía de tráfico con su radar que circula por la carretera. Cada vez puede
determinar la velocidad de un único vehículo, pero no puede medir la velocidad promedio del flujo de
tráfico. La situación es parecida en el caso de querer medir un caudal de fluido. En este caso también es
necesario medir la velocidad de muchas partículas. Pero la velocidad de cada partícula es distinta según su
orientación y su posición en el perfil de velocidades del fluido. Calcular el caudal exige hacer un promedio
ponderado de los resultados de cada medición en función de la posición de cada partícula en el fluido.
Además, hay que tener en cuenta que una señal reflejada puede verse afectada por más partículas/burbujas
en su camino de vuelta como se muestra en la figura 3.
Figura 3. Medición del caudal por ultrasonidos a partir del tiempo de tránsito de la señal La velocidad a lacual se propagan las ondas sonoras varía según la velocidad del fluido y su dirección. (Villajulca, 2010)
Método del tiempo de tránsito de la señal.Este método se basa en el hecho de que la velocidad del fluido influye directamente en la velocidad
de propagación de las ondas sonoras en dicho fluido.
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Este fenómeno se puede entender en términos sencillos a partir de una analogía: nadar contra corriente
requiere más esfuerzo y tiempo que nadar en el sentido de la corriente. El método de medición de caudales
por ultrasonidos a partir del tiempo de tránsito de la señal se basa en esta evidencia física (véase la figura 3).
Dos sensores instalados en la tubería emiten y reciben impulsos de ultrasonidos simultáneamente. A "caudal
cero", ambos sensores reciben las ondas sonoras transmitidas al mismo tiempo, es decir, sin ningún retardo
en los tiempos de tránsito de la señal. Pero con un fluido en circulación, las ondas sonoras procedentes de
cada sensor necesitan intervalos de tiempo distintos (dependencia en el caudal) para llegar al otro sensor. Si
la distancia entre los dos sensores es conocida, la diferencia en los tiempos de tránsito de la señal es
directamente proporcional a la velocidad del fluido.
Ambos sensores están conectados a un transmisor. El transmisor induce a los sensores a generar ondas
sonoras y medir el tiempo de tránsito de estas ondas que se propagan de uno a otro sensor.
Q = K * (t1 - t2) / (t1 * t2)……… (2)
t1: Tiempo de tránsito de la señal t1 (en el sentido de la corriente)
t2: Tiempo de tránsito de la señal t2 (contra corriente)
K: K = Constante = f (longitud del camino acústico, razón entre las distancias radiales y axiales de los sensores,
distribución de velocidades (perfil de velocidades de flujo), sección transversal. (Villajulca, 2010).
Antecedentes.
El sector privado de servicios en México derivado de centros nocturnos, bares, cantinas, restaurantes
de autoservicio y similares, representa un sector importante y en aumento en la economía del país. Sin
embargo, hasta el momento existen pocos registros mexicanos en materia tecnológica con gran influencia
en este campo abordado.
En México y en el resto del mundo existen restaurantes, bares y similares que cuentan con un sistema de
autoservicio para bebidas el cuál no está automatizado. Sin embargo en los últimos años se ha dado una ola
de nuevos prototipos y sistemas que tratan de cubrir estas necesidades, los cuáles se muestran a
continuación.
Monsieur. El Robot Bartender con Inteligencia Artificial.
En el año 2013 la compañía Monsieur creo un robot capaz de cumplir funciones de un bartender ,
dicho dispositivo realiza cócteles con el objetivo de permitir a sus compradores disfrutar de un trago en la
comodidad de sus hogares y con la facilidad de un bar. El robot cuenta con una base de datos muy amplia
que incluyen cocteles de diferentes lugares del mundo y su respectiva información, también posee una
https://www.kickstarter.com/projects/monsieur/monsieur-the-artificially-intelligent-robotic-barthttps://www.kickstarter.com/projects/monsieur/monsieur-the-artificially-intelligent-robotic-bart
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interfaz interactiva capaz de permitirles a los usuarios inventar sus propias recetas como se muestra en la
figura 4. El equipo contiene 12 paquetes temáticos cargados, cada uno con una lista de hasta 25 tragos.
Figura 4. Interfaz interactiva del Monsieur.
Existen dos versiones del dispositivo una con 4 y otra con 8 contenedores de líquidos ya sean licores, jugos o
mezclas. También posee un sistema que realiza un monitoreo constante de los niveles de los ingredientes
generando una lista de compras que enviará vía SMS o e-mail para evitar faltantes.
La versión de 4 contenedores tiene un precio aproximado de 1500 dólares y se maneja a través de un
Smartphone, no incluido en el precio. La otra versión de 8 contenedores tiene un precio de 2700 dólares y se
controla a través de una tablet Nexus 10 incluida en el paquete como se muestra en la figura 5. (Monsieur,
2013).
Figura 5. Robot Monseiur.
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The Inebriator.
The Inebriator es una máquina dispensadora de
bebidas alcohólicas, desarrollada mediante una
tarjeta Arduino Mega 2560. La máquina funciona de la siguiente forma: A través de una pantalla electrónica
permite seleccionar al usuario dentro de una gama de diferentes bebidas. Una vez que se selecciona una
opción,
los motores comienzan a mover un pedestal (en el que se
coloca el vaso) hacia la botella de licor
adecuada. El alcohol se dispensa basado en la configuración de la bebida seleccionada, y luego al final se
añaden los mezcladores como se aprecia en la figura 6.
La dispensación de los mezcladores actúa como una fuente de
soda, con un tanque de gas conectado a las
botellas de
diferentes bebidas. "Cuando el tanque de gas se abre (a través
de un regulador) las botellas se
presurizan a una presión baja
y segura. Cada mezclador es controlable de forma
independiente.
El
Inebriator tiene un resistor sensible al peso para asegurar
que las bebidas sólo se dispensarán si hay un vaso
o una copa
colocada correctamente en la máquina. (The Inibriator, 2014).
Bartendro.
Bartendro es un robot que lleva dos años de desarrollo por medio de la compañía Party Robotics, el
prototipo está compuesto por bombas peristálticas, Raspberry Pi, tubos y dispensadores electrónicos
especiales. La máquina puede preparar cualquier brebaje en menos de 10 segundos, y hacer hasta 200
cocteles en una tarde. El proyecto está buscando financiamiento en Kickstarter para la fabricación masiva
de estos aparatos. Los desarrolladores crearon válvulas especiales para que funcionen con volúmenes
pequeños, como los necesarios para hacer una bebida, y todo el desarrollo será puesto a disposición en open
source para que cualquiera que quiera intentarlo pueda hacer sus propios robots.
Figura 6. The Inebriator
http://www.kickstarter.com/projects/partyrobotics/bartendro-a-cocktail-dispensing-robothttp://www.kickstarter.com/projects/partyrobotics/bartendro-a-cocktail-dispensing-robot
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Existen diferentes tipos de Bartendros con 3, 7 o 15 válvulas para combinar bebidas, en la figura 7 se muestra
el modelo de 7 válvulas. Se pueden programar los tragos con un tablet o smartphone, y el grupo espera
hacer una base de datos con cocteles para poder facilitar la preparación. (Sturm, 2013).
Figura 7. El Bartendro.
Mark Shark: “El Robot camarero especializado en coctelería”
Makr Shakr es un robot desarrollado por los investigadores del MIT Senseable City Lab de Cambridge
(Estados Unidos), en colaboración con Bacardí y Coca Cola. El prototipo es capaz de realizar cualquier tipo de
combinados y cócteles en tiempo real a través de una aplicación para Smartphones.
Los cócteles son creados por tres brazos robóticos que tienen a su alcance todo tipo de bebidas para realizar
los combinados, estos brazos imitan el movimiento que realizaría un barman a la hora de preparar un coctel,
utilizar las medidas necesarias para el combinado, agitar la coctelera, añadir los elementos decorativos.
La aplicación para solicitar las bebidas a Makr Shakr tiene además otras funcionalidades, permite conocer las
bebidas que han solicitado otros usuarios, compartir fotografías y recetas de cócteles a través de las redes
sociales, e incluso controlar el consumo de alcohol realizado por el usuario, mostrando información acerca
de la tasa de alcohol en sangre, por lo que además contribuye a fomentar el consumo responsable.
El
“maestro coctelero”, como se muestra en la figura 8, robótico fue presentado el 15 de mayo en el Centro de
Convenciones Moscone Center de San Francisco durante la celebración del Google I / O 2013. (VelSid,
Gastronomía&Cia, 2013).
http://senseable.mit.edu/https://developers.google.com/events/io/https://developers.google.com/events/io/http://senseable.mit.edu/
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Figura 8. Demostración del Mark Shark realizando un cóctel
Barobot:”El camarero robótico”:
Barobot es un proyecto basado en un robot capaz de preparar cualquier tipo de cóctel sin necesidadde la intervención humana. Su funcionamiento es muy simple: el robot cuenta con un recetario de 1.000
bebidas con o sin alcohol y un sensor de peso para saber cuánta cantidad debe añadir de cada ingrediente
de la bebida seleccionada. Funciona con una tableta con sistema Android de 7 pulgadas,como se muestra en
la figura 9, en la que están integradas las recetas. Seleccionando la bebida, el camarero robot se pondrá
automáticamente a prepararla.
Otra de las características llamativas de Barobot es que se trata de un proyecto de código abierto que busca
financiación a través de la plataforma de crowdfunding Kickstarter. Tanto es así, que la aspiración de esta
startup con sede en Reino Unido y formada por 10 jóvenes entusiastas, sólo verá la luz si consiguen alcanzar
la cifra de 90.000 libras, unos 111.000 euros. El prototipo DIY (Do it Yourself) de Barobot tendria un costo deunos 1.000 euros y la versión completamente ensamblada y lista para usar valdrá 1.576 euros. (VelSid,
Gastronomía&Cia, 2014).
Figura 9. El Barobot.
http://www.muyinteresante.es/tag/c%C3%B3digo-abiertohttps://www.kickstarter.com/projects/barobot/barobot-a-cocktail-mixing-robothttps://www.kickstarter.com/projects/barobot/barobot-a-cocktail-mixing-robothttp://www.muyinteresante.es/tag/c%C3%B3digo-abierto
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Finalmente tras la revisión de estos sistemas se puede mencionar que aún existen una gran cantidad de retos
y necesidades por cumplir, esto es, debido algunos de los prototipos se encuentran en fase de desarrollo y
muy pocos son comercializados así que el campo en el desarrollo de prototipos y sistemas de servicio de
líquidos y bebidas se encuentra abierto. A su vez, se observa que la mayoría de estos sistemas se encuentran
aplicados para el hogar, lo cual nos ha dado la pauta para extender las posibilidades del mismo a sistemas
comerciales más grandes y llevando con esto a establecimientos con más demanda de algún producto en
específico aumentando el precio y las ganancias del mismo.
Propuesta de solución.Conforme a las necesidades que demanda el proyecto, se proponen las siguientes funciones que se
consideran puedan cumplir con las operaciones del sistema. Por lo tanto, se llevó a cabo la tarea de visualizar
las funciones del prototipo como una caja negra como se muestra en la figura 10.
Figura 10. Funciones del sistema representadas en una caja negra
Partiendo del diagrama de la caja negra se determinaron las subfunciones integradas en la función
general para poder cumplir los objetivos. En la figura 11 se visualizan dichos subsistemas, mismos en los que
se basó para plantear nuestro diseño del prototipo.
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Figura 11. Diagrama de subsistemas.
Propuesta de solución para el diseño del prototipo.
Se modeló el sistema físico aproximado para tener una idea de la distribución y arreglo del sistema
en general, para poder visualizar y comprender mejor el funcionamiento del mismo. Se realizó un esquemacomo solución solo de la parte de la distribución e idea general, diseñándose el sistema en el programa CAD
Solidworks. En la figura 12 se ilustra el esquema de la estructura que se propuso para la propuesta de
solución donde se puede observar los dos dispensadores de cerveza que se utilizarán así como sus respectivos
barriles. Es importante también que el prototipo tenga un diseño que sea atractivo para el usuario, por lo
que se le añadirán detalles en el futuro. La interfaz que se planea utilizar es un iPad mini de Apple utilizando
una conexión mediante Data Daschboard de Labview con la PC que fungiría como servidor en el
establecimiento.
La idea principal del funcionamiento es la siguiente:
1. El usuario o los usuarios llegan a la mesa.
2. En la interfaz cada usuario toma un número de usuario (solo 2 en este proyecto).
3. El usuario selecciona la bebida deseada entre las dos opciones disponibles.
4. El usuario acerca su vaso a las llaves y se sirve la cantidad que él desee.
5. El sistema lleva la cuenta por usuario del consumo.
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6. Se repiten los pasos 3, 4 y 5 hasta que un usuario o todos los usuarios deseen abandonar el
establecimiento.
7. Los usuarios que deseen abandonar el establecimiento cierran su cuenta en la interfaz y pasan a cajaa pagar el monto correspondiente a su número de usuario o bien se cierran la cuenta general y todos
pasan a caja.
Para conseguir este funcionamiento se propone un primer diseño para nuestro prototipo, tomando en cuenta
que tendrá en este caso dos dispensadores de cervezas, uno para cerveza clara y otro para obscura.
El usuario podrá manejar la interfaz desde cualquier lugar de la mesa ya que está podrá rotar como
se muestra en los diagramas de las Figuras 12 y 13. La mesa podrá ser cuadrada o redonda, la principal
idea es que el prototipo se pueda adaptar a una mesa. Además se contara con una rejilla debajo de
la zona de los dispensadores previendo el posible el derramamiento de los líquidos.
Figura 12. Propuesta de solución.
Barriles
iPad Mini
Dispensadores
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Figura 13. Vista Superior de la propuesta de solución
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Áreas funcionales:
Mecanismos de movimiento
Tomando en cuenta el mecanismo para el movimiento de nuestro sistema se tomaron en cuenta lossiguientes elementos.
Estructura:
Debido a que el sistema utilizará líquidos es importante poder hacer una buena elección de
materiales pues se tiene que evitar la corrosión, hasta el momento las opciones consideradas son las
siguientes.
Aluminio.
Acero inoxidable.
Acrílico.
Sensores:
Para medir el flujo de los líquidos en el sistema hay varias opciones como un caudalimetro o sensores
de efecto doppler (Figura 14) o bien medir hacerlo por tiempos y un microcontrolador. La ventaja del segundotipo es que no tiene contacto con el líquido pero resultaría muy caro para el proyecto, por lo cual la opción
de tiempos sería más adecuada.. Por otro lado el caudalimetro mantiene contacto con el líquido y por eso es
descartado.
Figura 14. Medición por efecto doppler.
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Interfaz:
Para la interacción entre el usuario y el sistema se utilizará un iPad Mini de Apple como el de la Figura15 enlazado por medio de LabVIEW para el funcionamiento de la interfaz, esto debido a 2 cosas, la primer
cosa es que al ser un prototipo, la implementación de una HMI completamente nueva conllevaría a un trabajo
de mayor tiempo y esfuerzo, lo que nos desviaría del propósito general. La segunda razón es que cada vez
más la tecnología apuesta por los dispositivos móviles y en red.
Figura 15.Ipad Mini de Apple
Fuente de alimentación:
La fuente de alimentación principal se propone sea la línea eléctrica de los establecimiento que ensu mayoría cuenta con 127 Volts, lo cual será suficiente para abastecer el sistema ya que no será de gran
potencia y no se consideraran dispositivos trifásicos.
Para las alimentaciones secundarias de corriente directa se considera una fuente para la distribución
de los diferentes voltajes necesarios en actuadores, sensores y dispositivos o tarjetas electrónicas.
Sistema neumático-hidráulico:
Debido a que se utilizaran líquidos es importante seguir las normas de higiene que requieren este
tipo de dispositivos por lo tanto para el sistema hidráulico se utilizará:
Materiales de grado alimenticio.
Sensores de flujo.
Pero también se utilizara un tanque de CO2 para dispensar las cervezas desde los barriles, equipo que se
adquirirá junto con los dispensadores.
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Recursos:Para poder llevar a cabo el prototipo antes descrito, se cuenta con los siguientes recursos:
Humanos:
Jonathan Daniel Gallegos Sanlucar : Alumno de 8vo semestre, con habilidades en las áreas de
mecánica, electrónica y control.
Erick Santos Martínez: Alumno de 8vo semestre con habilidades en las áreas de electrónica,
programación y mecánica.
Miguel Ángel Romo García: Alumno de 8vo semestre con habilidades en las áreas de
programación, control y electrónica.
Software: NI LabVIEW
Se utilizará el software de instrumentación virtual de National Instruments debido a la flexibilidad
que otorga en el trabajo con nuevos dispositivos y plataformas como son las tablets y el iOS de Apple. Al ser
un prototipo universitario se utilizará una licencia para estudiantes.
Hardware: Microcontrolador
Se utilizará un microcontrolador debido a la posible comercialización de dicho sistema, dependiendode las necesidades requeridas buscaremos un microcontrolador que se adapte a estas características en
cuanto a costos, velocidad, puertos I/O, y demás elementos de arquitectura.
Diagrama morfológico:A partir del análisis de los sistemas funcionales se consideraron los siguientes para la realización del diagrama
morfológico.
Características Medios
Mecanismo de
dispensación
Torre
con llaves
Regulado
r de CO2
Tanque de CO2 Mangueras
Estructura Aluminio AceroInoxidabl
e
Acrílico
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Presupuesto estimado:
Producto: Precio estimado:iPad Mini $4,699
Microcontrolador $150
Barriles de cerveza $3600
Equipo dispensador de cerveza $10000
Sensores $3000
Material para la estructura $3000
Material electrónico $1500
Licencia de Labview Edición Suite Estudiante $853TOTAL $22,103
El presupuesto mencionado anteriormente se repartirá entre los tres integrantes del equipo, por tanto seconsidera que se podrá cubrir el costo estimado.
Cronograma
TAREA A
REALIZAR
Fecha inicio Fecha final Total
días
Responsable
1) Identificación
de la necesidad
15 Agosto 24 Agosto 10 días Todos
2) Planteamiento
del problema
25 Agosto 30 Agosto 5 días Todos
3) Investigación
del Marco teórico
y estado del arte
31 Agosto 7septiembre
8 días Gallegos Sanlucar Daniel
4) Propuesta de
objetivos
generales y
particulares
8 septiembre 12septiembre
5 días Gallegos Sanlucar Daniel
5) Desarrollo del
protocolo por
escrito
13septiembre
18septiembre
6 días Romo García Miguel Ángel
6) Análisis
sistemático
19septiembre
24septiembre
6 días Santos Martínez Erik
7)Análisis
morfológico
25septiembre
30septiembre
5 días Romo García Miguel Ángel
8) Diagramas de
Gantt
1 Octubre 4 octubre 4 días Santos Martínez Erik
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AVISO DE PRIVACIDAD: Los datos recabados serán protegidos, incorporados y tratados por el Departamento de Tecnologías Avanzadas de la UPIITA, cuya finalidad es el uso de los mismos exclusivamente para el proceso de registro de protocolos y proyectos de trabajo terminal y proyecto terminal, para la titulación por opción curricular de las carreras de Ingeniería Biónica, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Telemática e Ingeniería en Sistemas Automotrices. El responsablede los datos personales es el Departamento de Tecnologías Avanzadas, perteneciente a la Subdirección Académica de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas del IPN, donde el interesado podrá ejercerlos derechos de acceso y corrección en la dirección: Av. Instituto Politécnico Nacional No. Col. Barrio la Laguna Ticomán, Gustavo A. Madero, México DF, CP. 07340, en el Edificio 1 primer piso. Lo anterior se informa en cumplimiento delDecimoséptimo de los Lineamientos de Protección de Datos Personales, publicados en el Diario Oficial de la Federación el 30 de septiembre de 2005.
9) Recopilación de
información y
corrección
5 octubre 10 Octubre 6 días Todos
10) Entrega para
revisión de
asesores
11 Octubre 15 Octubre 5 días Romo García Miguel Ángel
11) Primera
entrega
16 Octubre 25 Octubre 10 días Todos
12) Entrega para
revisión de
asesores
20 Enero 21 Enero 2 días Romo García Miguel Ángel
13) Entrega
segunda revisión
22 Enero 22 Enero 1 día Romo García Miguel Ángel
12) Matrices deselección
10 febrero 20 febrero 15 días Santos Martínez Erik
13) Correcciones
finales
21 febrero 4 marzo 12 días Todos
14) Entrega
Portada en
impreso para
Registro de
Protocolo
Terminal
5 marzo 9 marzo 5 días Todos
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TAREA A
REALIZAR
Fecha inicio Fecha final Total días
1) Análisis de
propuesta previa
1 abril 7 abril 7 días Todos
2) Investigación
de avances
recientes
8 abril 14 abril 7 días Todos
3)Análisis de
posibles
soluciones
8 abril 14 abril 7 días Todos
4) Diseño
mecánico
15 abril 14 mayo 28 días Gallegos
Sanlucar
Jonathan Daniel5) Diseño
electrónico y
eléctrico
15 mayo 31 mayo 17 días Gallegos
Sanlucar
Jonathan Daniel
6) Diseño de
interfaz
1 junio 9 junio 14 días Erik Santos
Martínez
7) Diseño del
sistema
hidráulico
10 junio 14 junio 16 días Erik Santos
Martínez
8) Diseño de la
estructura
10 junio 14 junio 14 días Romo García
Miguel10)Simulaciones 14 junio 20 junio 5 días Romo García
Miguel
11) Reporte de
diseños
21 junio 25 junio 5 días Todos
12) Compra de
materiales
26 junio 2 julio 7 días Todos
13) Presentación
del trabajo T.T.1
16 julio 21 julio 6 días Todos
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TAREA A
REALIZAR
Fecha inicio Fecha final Total días
1) Desarrollo y
construcción
sistema
mecánico
3 agosto 14 agosto 12 Gallegos
Sanlucar
Jonathan
Daniel
2)
Documentación
del sistema
mecánico
10 agosto 14 agosto 4 Gallegos
Sanlucar
Jonathan
Daniel
3) Desarrollo e
implementación
del sistema
electrónico y
eléctrico
15 agosto 21 agosto 7 Miguel Angel
Romo García
4)
Documentación
sistema
electrónico y
eléctrico
22 agosto 31 agosto 10 Miguel Angel
Romo García
5) Desarrollo y
construcción de
la interfaz de
comunicación
8 septiembre 18 septiembre 10 Erik Santos
Martínez
6)
Documentación
de la interfaz de
comunicación
19 septiembre 25 septiembre 7 Erik Santos
Martínez
7) Desarrollo y
construcción del
sistema
hidráulico
26 septiembre 06 octubre 10 Todos
8)
Documentación
del sistema
hidráulico
07 octubre 17 octubre 10 Todos
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Fuentes Consultadas:Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2006). Mecánica de Fluidos: Fundamentos y Aplicaciones. McGraw-Hill.
INEGI. (2009). Cuadro SHTYPAN 06 - Inegi. Recuperado el 20 de Septiembre de 2014, de
http://www.inegi.org.mx/: www.inegi.org.mx/est/contenidos/espanol/.../SER_72_SHTYPAN06.xls
JAMES. (s.f.). james-project.eu. Recuperado el 15 de Septiembre de 2014, de james-project.eu:
http://homepages.inf.ed.ac.uk/rpetrick/projects/james/index.html
Jasmand, C. (2007). The Adoption of Self-Service Technologies: The Role of Consumer Readiness, Trust, and
Experiences. Munich: GRIN Publishing.
Monsieur. (15 de Noviembre de 2013). Monsieur. The artificially Intelligent Robotic Bartender. Recuperado
el 15 de Septiembre de 2014, de KICKSTARTER:
https://www.kickstarter.com/projects/monsieur/monsieur-the-artificially-intelligent-robotic-bart
Sturm, C. (5 de Marzo de 2013). FayerWayer . Obtenido de
http://www.fayerwayer.com/2013/03/bartendro-un-robot-barman-en-base-a-raspberry-pi-que-
busca-dinero-en-kickstarter/
The Inibriator. (Mayo de 2014). The Inebriator . Recuperado el 15 de Seotiembre de 2014, de The Inebriator:
http://www.theinebriator.com/
VelSid. (16 de Mayo de 2013). Gastronomía&Cia. Obtenido de
http://www.gastronomiaycia.com/2013/05/16/makr-shakr-el-robot-camarero-especializado-en-
cocteleria/
VelSid. (21 de Mayo de 2014). Gastronomía&Cia. Obtenido de
http://www.gastronomiaycia.com/2014/05/21/barobot-robot-para-preparar-cocteles/
Villajulca, J. C. (24 de Octubre de 2010). Principios de medición de Flujometros Ultrasónicos: efecto Doppler
y tiempo de transito de señal. Obtenido de http://www.instrumentacionycontrol.net/:
http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-completo-
medicion-flujo-caudal/item/322-principios-de-medici%C3%B3n-de-flujometros-ultrasonicos-efecto-
doppler-y-tiempo-de-transito-de-la-se%C3%B1al.html
9) Elaboración
del reporte final
24 octubre 30 octubre 7 Todos
10) Presentación
del trabajo
5 diciembre 6 diciembre 1 Todos
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