Proyecto 13
Pulverizador Automatizado
Diseño y construcción de un prototipo de pulverizador de agua automático: un servomotor acciona el gatillo por tiempo (nivel inicial) y en función de un sensor de movimiento (nivel avanzado), pensado para mantener la humedad de las góndolas de frutas y verduras.
- Dificultad:
- Nivel educativo:
- Secundario. Ciclo Básico.
- Plataformas:
- Arduino UNO R3 ESP32 DevKit
Así funciona
Mirá el comportamiento del proyecto funcionando. Más abajo tenés la guía paso a paso para construirlo y programarlo.
La simulación arranca sola cuando llegás. Podés pausarla cuando quieras.
Empezá el proyecto
Elegí un nivel para arrancar. Cada uno retoma el anterior y sube la complejidad: si es tu primera vez, empezá por el inicial — ahí se arma la base del circuito.
Objetivos
- Aproximarse al conocimiento y el manejo de sistemas mecánicos mediante la construcción de un prototipo de un pulverizador automático de agua.
- Conocer los componentes de la interfaz de Arduino y el control de un servomotor.
- Introducirse en la tecnología de impresión 3D.
- Analizar y desarrollar la programación secuencial de un programa que permita el funcionamiento del pulverizador, programando el tiempo en que se acciona (nivel inicial) e incorporando un sensor de movimiento (nivel avanzado).
Antes de empezar
- Arduino IDE 2.x instalado en la computadora
Insumos
La lista se ajusta a la plataforma elegida en el selector del encabezado.
- Gatillo pulverizador estándar (con su botella) × 1
Es el pulverizador de gatillo común de limpieza. El mecanismo impreso en 3D se monta sobre él para que el servo apriete el gatillo.
-
Servomotor SG5010 (estándar, 0°–180°) × 1Es el actuador que aprieta el gatillo. Sirve cualquier servo estándar de tamaño equivalente con torque suficiente.
-
Sensor PIR (piroeléctrico) × 1Solo se usa en el nivel avanzado, para detectar el movimiento del cliente frente a la góndola.
- Filamento PLA para impresora 3D × según modelo
Para imprimir las piezas del mecanismo que acopla el servo al gatillo (el paquete de fabricación de esta reedición está a diseñar).
-
Protoboard × 1 -
Cable dupont macho-hembra × 20 - Cable dupont macho-macho × 20
-
Arduino UNO R3 × 1Solo Arduino UNO R3 -
Cable USB tipo B × 1Solo Arduino UNO R3 -
Fuente de 9 V 1 A (plug centro positivo, 5,5 x 2,1 mm) × 1Opcional Solo Arduino UNO R3Para alimentar la maqueta sin la computadora. El ESP32 se alimenta por USB con una fuente de 5 V.
-
Placa ESP32 DevKit v1 × 1Solo ESP32 DevKit -
Cable micro USB (con línea de datos) × 1Solo ESP32 DevKit - Fuente externa de 5 V (con GND común) para el servo × 1Solo ESP32 DevKit
El GPIO del ESP32 entrega 3,3 V de señal; el servo se alimenta a 5 V desde una fuente aparte compartiendo GND con la placa. Nunca inyectar 5 V en un GPIO.
Equipamiento del taller
- Computadora
- Impresora 3D
- Soldador
- Estaño
- Alicate
- Pinza de punta
- Pinza brusela
Fabricación digital
- Impresión 3D Archivos en preparación
PLA · stl, 3mf
Piezas del mecanismo que acopla el servo al gatillo del pulverizador (a rediseñar para esta reedición; el original ofrecía el modelo descargable en enfoco.net.ar/sd).
- Corte láser CNC Archivos en preparación
MDF 3 mm · dxf, svg
Rediseño del soporte del mecanismo para corte láser en MDF 3 mm.
Presentación
Este proyecto propone construir y programar el prototipo de un pulverizador de agua automático. La idea es sencilla y poderosa a la vez: un servomotorServomotorMotor que se ubica en un ángulo específico (los comunes, de 0° a 180°) y se mantiene ahí. Se programa indicando el ángulo deseado; tiene tres cables: alimentación (VCC, GND) y señal. aprieta el gatillo de un pulverizador común, y un programa decide cuándo apretarlo. La pulverización consiste en hacer pasar un líquido por un dispositivo que lo expulsa en gotas finas, algo que sirve para mantener la humedad de un ambiente, aplicar lubricantes en maquinaria o dispersar perfumes, siempre usando el líquido de forma eficiente.
En el nivel inicial, el servo acciona el gatillo cada cierto tiempo fijo, definido de antemano. En el nivel avanzado, se suma un sensor PIRSensor PIRSensor de movimiento infrarrojo que reacciona ante fuentes de calor como el cuerpo humano o el de los animales. Solo detecta presencia o ausencia de movimiento (1 o 0), en un rango de un par de metros, y trae trimmers para regular sensibilidad y tiempo de disparo. de movimiento y el pulverizador se acciona en función de lo que ese sensor detecta.
A lo largo de toda la guía vas a encontrar términos técnicos resaltados: al tocarlos se despliega su definición, tomada del glosario original del proyecto. Allí está la información técnica necesaria para poner el proyecto en funcionamiento.
Cómo está organizado
- Nivel inicial: construcción del mecanismo y programación del pulverizador para que se accione por tiempo, con una placa y un servomotor. Incluye la impresión y el ensamble de las piezas 3D sobre el gatillo.
- Nivel avanzado: incorporación de un sensor PIR para que el pulverizador se accione cuando detecta movimiento (un cliente retirando productos de la góndola), esperando un tiempo antes de rociar para no mojar a la persona.
Este proyecto tiene solo dos niveles: no hay nivel intermedio. Así estaba diseñado el material original de 2019 y así se conserva —del inicial se pasa directamente al avanzado—. Esta reedición web mantiene la estructura y la propuesta didáctica del original, con las actualizaciones registradas en la ficha del proyecto: se programa directamente en C++ (mBlock3 fue discontinuado), el Arduino IDE se presenta en su versión 2.x, y se agrega la plataforma ESP32 junto al Arduino UNO.
Una nota sobre seguridad
Este es un proyecto de baja tensión: la placa, el servo y el sensor trabajan a 5 V (o 3,3 V de señal en el ESP32), sin conexión a la red eléctrica. El único cuidado propio de este proyecto es que el agua pulverizada sale a baja presión pero no debe tocar la electrónica: ubicá la placa, el servo, el sensor y las conexiones lejos del chorro, del lado seco del mecanismo.
Cierre y extensiones
Una vez finalizado el proyecto, si se quiere continuar, es posible extenderlo. Estas son algunas opciones sugeridas por el material original:
- Agregar un sensor de humedad del ambiente para que el dispositivo decida solo cuándo accionar según las necesidades ambientales.
- Sumar un sensor de nivel de líquido para saber cuánto contenido le queda al pulverizador, con un zumbador que avise cuándo hay que rellenarlo.
- Calcular cuántas pulverizaciones quedan hasta agotar el reservorio (a partir de su capacidad y del volumen expulsado por disparo) y publicar esa información por IoT.
El proceso de resolución de problemas como los que se plantean aquí permite movilizar e integrar distintos saberes en la búsqueda de soluciones a una situación dada. Si bien la información se presenta a modo de instructivo, se espera que sean los estudiantes, organizados en pequeños grupos, quienes vayan encontrando las mejores formas de construir los dispositivos. Esto implica preparar los materiales para que cada grupo cuente con todo lo necesario, y que dentro de cada grupo se distribuyan los roles y las tareas según las demandas de cada actividad.
Basado en la obra original Saberes Digitales — INET / EDUCAR, Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de la Nación Argentina (2019).