http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/1128 Trabajos de Grado en modalidad DTeI, monografía, Investigación 2026-11-08T08:37:15Z http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25819 Reingeniería funcional y estandarización de una planta didáctica de instrumentación industrial orientada a la formación en control de procesos Ruiz Camacho, Nicolás Santiago; Gaona Rodríguez, Sergio; Torres Cadena, Josue Stiven Las plantas didácticas de instrumentación industrial son fundamentales para la formación práctica en ingeniería, pero la falta de documentación, de estandarización y de una arquitectura de control integrada limita su uso en el laboratorio. Este trabajo presenta la reingeniería funcional de una planta didáctica de presión, caudal y temperatura en circuito cerrado con tanque, perteneciente a las Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). Aunque su instrumentación de campo se encontraba en buen estado físico, la planta carecía de control centralizado, de etiquetado normalizado y de planos técnicos. El proyecto siguió un enfoque cuantitativo y un método analítico-experimental en cuatro fases: diagnóstico, diseño, integración y validación. Se documentó una arquitectura PLC–HMI–VFD mediante P&ID y etiquetado ANSI/ISA-5.1, plano eléctrico y GRAFCET, y se integraron un PLC Siemens S7-1200, una HMI KTP600 Basic PN enlazada por PROFINET y un variador PowerFlex 525 comandado por señales cableadas (consigna de 0–10 V), junto con transmisores de 4–20 mA y enclavamientos contra trabajo en vacío, cierre de la línea de flujo y sobrepresión. La caracterización entre 10 y 60 Hz (11 puntos, tres repeticiones) mostró que el caudal indicado en la HMI, calculado por el PLC a partir de la frecuencia, sigue una relación lineal (Q = 1,657·f + 0,25 L/min; R² = 0,9999) con alta repetibilidad. La prueba volumétrica a 35 Hz arrojó 57,40 ± 5,22 L/min (IC 95 %) frente a 58,33 L/min indicados, lo que confirma la coherencia de la estimación en ese punto, aunque no sustituye una calibración trazable. Los enclavamientos inhibieron el arranque o detuvieron la bomba en todas las condiciones de falla ensayadas. La planta queda documentada, con manual de usuario y guía de práctica, como base para estrategias de control en lazo cerrado. Automatización Industrial Instrumentación Industrial http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25598 Prototipo de vehículo autónomo con visión artificial para la recolección de residuos ligeros en entornos controlados. Villamizar Chaparro, Jhoan Camilo; Moya Martínez, Brayan Ferney; Santos Poveda, Julio Andrey Se diseñó y desarrolló un prototipo de vehículo móvil autónomo orientado a la x| controlados, empleando herramientas de visión artificial y sistemas de navegación automática. La propuesta integra componentes de hardware y software, entre ellos una placa ESP32-CAM para la adquisición de imágenes, un Arduino Uno como unidad de control, sensores de proximidad para detectar obstáculos y una pinza robótica elaborada mediante impresión 3D para manipular los objetos. El desarrollo del proyecto se abordó desde un enfoque aplicado y experimental, iniciando con la planificación y construcción de la estructura mecánica del vehículo, seguida de la implementación de los circuitos electrónicos y la programación de los dispositivos de control. Posteriormente, se realizaron pruebas en un entorno establecido para verificar el funcionamiento de los sistemas de desplazamiento, detección y recolección. Para reconocer los objetos se implementaron técnicas de procesamiento digital de imágenes mediante segmentación en el espacio de color HSV, permitiendo diferenciar pelotas de color verde respecto al entorno. Durante las pruebas, el prototipo logró identificar los objetos establecidos como objetivo, aproximarse autónomamente mediante la información obtenida por los sensores y ejecutar la captura utilizando la pinza robótica. Una vez recolectados, los objetos fueron trasladados y depositados en un compartimiento ubicado en la parte posterior del vehículo. Estos resultados permitieron comprobar la funcionalidad de la integración entre visión artificial, control electrónico y robótica móvil. En conclusión, el prototipo demuestra que la combinación de estas tecnologías puede emplearse como base para soluciones automatizadas destinadas a actividades de limpieza y recolección de residuos ligeros. Asimismo, el proyecto constituye un punto de partida para incorporar mejoras relacionadas con la precisión de detección, navegación y manipulación de diferentes tipos de residuos en versiones. Ingenieria Electronica http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25558 Diseño de una tarjeta electrónica integrada para aplicaciones de robótica educativa basada en metodologías STEM Diaz Carreño, Diego Alexander; Daza Rico, Andrés Felipe Este trabajo de grado presenta el diseño y la construcción de una tarjeta electrónica basada en el microcontrolador ESP32, pensada como una herramienta de bajo costo para la enseñanza de robótica en el programa de Ingeniería Electrónica de las Unidades Tecnológicas de Santander, dentro del grupo de investigación GICAV. El objetivo fue crear una plataforma de propósito general, es decir, que no estuviera atada a un solo tipo de robot, sino que pudiera usarse en distintos proyectos como seguimiento de línea, control remoto o robots de competencia. Para lograrlo, primero se definieron los requerimientos de la tarjeta a partir de la revisión de plataformas similares y de las necesidades del grupo de investigación. Luego se diseñó el esquemático eléctrico en KiCad, integrando el microcontrolador, dos drivers para controlar hasta cuatro motores, un regulador de voltaje y varios puertos de conexión. Con ese diseño se fabricó la placa de circuito impreso, se mandó a fabricar y ensamblar parcialmente en fábrica, y se terminó de soldar a mano en el laboratorio de la universidad. Una vez armada, la tarjeta se probó montándola en un robot de competencia tipo sumo, alimentando los motores de distintas formas según lo que se necesitara, y controlándola de forma remota por Bluetooth desde una aplicación de celular. En todas las pruebas los motores respondieron correctamente y el robot se movió como se esperaba. Se concluye que es posible construir, dentro de la misma institución, una plataforma robótica flexible y económica, capaz de adaptarse a diferentes proyectos sin necesidad de rediseñarla, y que puede servir como base para futuros trabajos de robótica educativa en la universidad. Robótica educativa, ESP32, tarjeta electrónica, STEM, PCB. http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25543 Brazo robótico controlado mediante señales EMG con integración a gemelo digital Castañeda Mansilla, Elian Mauricio; Pineda Sierra, Jaime Alberto El presente trabajo de grado tuvo como propósito desarrollar un sistema de control para un brazo robótico antropomórfico a partir de señales electromiográficas (EMG), integrado con un gemelo digital desarrollado en Unity. La adquisición comprende ocho canales asociados con el hombro, brazo, codo, antebrazo y mano. En una primera etapa se adaptó y fabricó una placa experimental, basada en un amplificador de instrumentación AD620 con filtrado analógico y ajuste de offset; sin embargo, durante las pruebas se presentó un nivel de ruido e interferencia que impidió obtener señales suficientemente estables y repetibles para el control, por lo que la adquisición definitiva se resolvió con ocho módulos comerciales EMG, uno por canal, que amplifican, rectifican y suavizan la señal muscular. La salida acondicionada es adquirida por un microcontrolador ESP32-S3 programado en el entorno Arduino, que aplica una cadena de procesamiento de cinco etapas: remoción del componente continuo, rectificación, cálculo de la envolvente, normalización con zona muerta, mapeo a ángulo con limitación de velocidad y traducción de la intensidad de la contracción muscular en ángulos articulares. Cada canal cuenta con una calibración individual de sus umbrales, almacenada de forma permanente en la memoria flash del microcontrolador. El ángulo resultante se aplica de manera simultánea a los servomotores del brazo físico, cuyas piezas provienen de un modelo mecánico de código abierto que fue articulado y adaptado en Blender y fabricado por impresión 3D, y al gemelo digital, en el que las articulaciones se configuraron mediante componentes Articulation Body de tipo Revolute. Se desarrolló una interfaz para apoyar la calibración y el monitoreo de los canales estableciendo la comunicación entre el ESP32-S3 y el computador mediante un enlace serial a 115200 baudios. Los resultados evidencian que el sistema reproduce los movimientos de posicionamiento y agarre y los visualiza de forma sincronizada en el entorno virtual. En consecuencia, se demuestra la viabilidad de integrar el control mioeléctrico con un gemelo digital para la representación y supervisión de un brazo robótico. Ingenieria Electronica