Diseño e implementación de un módulo de aprendizaje ciber-físico utilizando herramientas de la industria 4.0 para la simulación y monitoreo de un proceso didáctico en tiempo real para el Laboratorio de Mecatrónica de la Universidad de las Fuerzas Armadas “ESPE” sede Latacunga.

Abstract

El presente proyecto se ha enfocado en diseñar e implementar un módulo de aprendizaje ciber físico utilizando herramientas de la industria 4.0 para la simulación y monitoreo de un proceso didáctico en tiempo real para el Laboratorio de Mecatrónica de la Universidad de las Fuerzas Armadas "ESPE" Sede Latacunga. Para lo cual se ha realizado la selección de los principales componentes industriales o semiindustriales, seguido del diseño e implementación de soportes y bases para cada uno de los elementos que integran el módulo, fabricados mediante fundición de aluminio para ser procesadas con técnicas de mecanizado, también se emplean planchas de aluminio de 2 y 3 mm de espesor que permiten la fabricación de soportes, con la ayuda de impresión 3D se crearon piezas pequeñas que no requieren gran resistencia, además, con un software CAD se modelan cada elemento que conforma el módulo para ser utilizadas en realidad aumentada. Se ha diseñado e implementado el sistema electroneumático el cual contiene actuadores de distintas características permitiendo diversificar el módulo. Con una programación en lenguaje ladder se clasifican piezas de aluminio y plástico mediante el accionamiento de los tres sistemas presentes en el módulo, en conjunto con un HMI que permita supervisar los sensores y actuadores, los mismo que pueden ser observados desde una plataforma IOT creada en Node-RED, se desarrolló una aplicación móvil de realidad aumentada la cual permite observar los elementos que componen el módulo de aprendizaje en 3D, también se puede acceder a una ventana con tarjetas que permiten adquirir información de las características más importantes así como la simbología de sensores y actuadores. Finalmente, se realizan pruebas preliminares y pruebas de campo con los estudiantes para verificar el correcto funcionamiento, teniendo como resultado un módulo de aprendizaje ciberfísico con una pantalla HMI, una plataforma IOT para la supervisión y una aplicación móvil de realidad aumentada.