PASTILLUINO Grupo 10 SEyTR_GII+ADE_Madrid_2017


 


PASTILLUINO
SISTEMAS
EMPOTRADOS Y DE TIEMPO REAL
UNIVERSIDAD
REY JUAN CARLOS – VICÁLVARO

 GRUPO 10:
Anca Georgiana Butnar
David Guerra Martín

ÍNDICE
1.     PREFACIO
2.     INTRODUCCIÓN
3.     COMPONENTES Y COSTES
4.     ESQUEMA HARDWARE
1.     Circuito 1
2.     Circuito 2
5.     FUNCIONAMIENTO
6.     CONSTRUCCIÓN
7.     POSIBLES MEJORAS
8.     PROBLEMAS ENCONTRADOS
  
 ————————————————————————————————————
¿Cuántas veces hemos escuchado a nuestros mayores quejarse por la cantidad
de pastillas que tienen que tomar? ¿Y por la mala memoria que el paso del
tiempo deja en ellos? La respuesta a estas dos preguntas fue lo que nos
determinó a buscar una solución. Así surgió el dispensador de pastillas que
detallaremos a continuación. Así nació Pastilluino.
El presente proyecto pretende dar solución al problema que sufren nuestros
mayores, o incluso cualquiera de nosotros cuando tenemos la obligación de tomar
unas pastillas en un horario determinado. El dispensador de pastillas dispone
de una pantalla LCD con un teclado incorporado que nos permite visualizar la
hora y fecha actuales y ajustar a qué hora queremos que suene la alarma y se
suministre la pastilla. Dicha pastilla (o pastillas) caerá en un pequeño
recipiente al que se accede abriendo una pequeña puerta que se encuentra en la
parte izquierda de la caja.
En lo referente a los componentes empleados, algunos de ellos fueron
suministrados por el profesor en un Kit al principio del cuatrimestre. No
obstante, dichos elementos solo nos sirvieron para hacer nuestros primeros
circuitos con Arduino y comprobar la utilidad y funcionalidad de los mismos,
así como poder inspirarnos a la hora de elegir el proyecto a realizar.
Posteriormente, a medida que aumentaba la complejidad de nuestros circuitos y
una vez que decidimos el enfoque del proyecto, tuvimos la necesidad de comprar
los elementos que se detallan a continuación:
Componente
Precio unitario (€)
Cantidad
Precio total (€)
Motor paso a paso 28BYJ-48 + Driver ULN 2003
4,99
1
4,99
Cables M-H
4,01
1
4,01
Zumbador
1,60
1
1,60
Shield LCD 1602 Keypad
10,00
1
10,00
Servo Motor
4,00
1
4,00
Cables M-M
4,00
1
4,00
Reloj RTC
3,55
1
3,55
Caja
6,95
1
6,95
Plato maceta
0,75
1
0,75
Pulsador
Suministrado
por el profesor
0,00
LED
Suministrado
por el profesor
0,00
Resistencia 10KΩ
0,10
1
0,10
Bisagra
0,50
1
0,50
Placa Arduino UNO
7,50
1
7,50
Placa Arduino UNO                               
Suministrado por el profesor
Cables H-H
3,69
1
3,69
Total
51,64 €
Al ser un grupo compuesto por dos personas el desembolso individual suma
una cifra de 25,82€
El proyecto está dividido en dos circuitos individuales que presentaremos
en las siguientes imágenes:
Como se observa en este primer circuito se ha utilizado una placa Arduino
UNO; un servomotor, una resistencia de 10kΩ, un pulsador, 3 LEDs de color verde
y cables para las conexiones pertinentes.


Por otro lado, el segundo circuito tiene elementos como un motor paso a
paso conectado y controlado a través de un driver ULN 2003, un zumbador, un
reloj RTC (Real Time Clock), una pantalla LCD Keypad Shield y una placa
Arduino UNO.  La ventaja de emplear LCD keypad Shield, es que se coloca
de manera rápida en su sitio encajando perfectamente con la placa Arduino UNO y
quedando una sujeción robusta, que garantiza estabilidad.
El funcionamiento de cada uno de los circuitos descritos anteriormente
vendrá explicado en el apartado siguiente.
La función principal de Pastilluino es avisar al usuario de la toma que ha
de realizar de una determinada medicación.
¿En qué se diferencia Pastilluino de una simple alarma?
Este dispositivo no solo avisa mediante la alarma, sino que tiene las
pastillas necesarias que se tienen que tomar. Evita así, situaciones en las que
podemos poner una alarma en el móvil pero tenemos las pastillas en otro lugar y
si estamos realizando otras tareas nos arriesgamos a un posible olvido.
Pastilluino dispensa las pastillas al mismo tiempo que empieza a sonar la
alarma. Por otro lado, el Circuito 1 mostrado en el apartado anterior, ayuda a
tener las pastillas protegidas y guardadas hasta que el usuario desactive la
alarma. Con esto logramos prevenir un posible acceso de niños a las pastillas.
El Circuito 1 tiene un servomotor que se conecta en el Pin 10 de la placa
Arduino. Dicho servomotor queda activado al presionar el pulsador. La
activación del mismo conlleva una rotación de 180ᴼ que permitirá abrir la
puerta por la que se accede a las pastillas. La unión del servomotor y la
puerta se ha realizado mediante un hilo que va pegado a la parte baja de la misma.
Es importante mencionar que la puerta ha de tener el peso adecuado como para
poder bajar libremente, y el hilo tiene que soportar la tensión que genera el
mismo peso de la puerta al paso que gira el servomotor.
Por otro lado, como indicación de que la puerta está abierta, hemos creído
conveniente colocar 3 LEDs en la parte superior del hueco de apertura que se
encenderán una vez se presione el pulsador.
A la hora de cerrar la puerta, volvemos a utilizar el mismo pulsador y la
puerta se elevará gradualmente con el movimiento del servomotor a su posición
inicial quedando cerrada. Así mismo, los LEDs se apagarán.
El Circuito 2 tiene un reloj RTC que sincronizaremos con la hora del
ordenador; un zumbador que servirá como señal acústica de que se tiene que
tomar la/s pastilla/s; un motor paso a paso que será el encargado de hacer
girar un eje que tiene en su parte superior las pastillas divididas por días y
un LCD Keypad Shield que aparte de mostrarnos mensajes por pantalla nos sirve
para movernos por el menú gracias a los botones que tiene incorporados.
Al encender el Pastilluino se nos muestra por pantalla la fecha y hora
actuales. Pulsando la tecla SELECT pasamos a un estado en el que se nos pide la
hora y posteriormente los minutos a los que queremos activar nuestra alarma.
Utilizamos los botones UP y DOWN para seleccionar la hora concreta deseada.
Volviendo a la pantalla de inicio en la parte inferior derecha nos aparece un
mensaje con la palabra “ALARMA” que nos indica que la alarma está activada. Si quisiéramos
desactivarla, simplemente tendríamos que presionar la tecla RIGHT. Si queremos
volver a activarla usamos la misma tecla. Por otro lado, cuando la alarma está
activada, si queremos comprobar la hora y minutos a la que sonará, podemos
pulsar el botón LEFT.
Una vez que la alarma suena, se desactivará pulsando SELECT. Una vez
silenciado el zumbador, la alarma se activará automáticamente para el próximo
día. Así nos aseguraríamos de que cada día se realizan las tomas a la misma
hora.
Aparte de los elementos descritos, es necesario el uso de un motor paso a
paso o stepper motor que nos permita realizar movimientos delicados y de gran
precisión. El stepper motor provocará el giro del eje que contiene las
pastillas. Dicho eje tiene en su parte superior ocho divisiones: una por cada
día de la semana y otra que será por la que se produzca la caída de las
pastillas. Es importante el empleo del motor paso a paso para asegurarnos que
en cada activación de la alarma, el eje gira 45ᴼ (resultado de dividir 360ᴼ/ 8
cavidades).
Aparte de los circuitos explicados en el apartado anterior, hablaremos del
resto de materiales empleados.
Tenemos por un lado una caja de madera que contendrá todos los circuitos
(con las correspondientes placas Arduino UNO, placas protoboard,…). En dicha
caja tuvimos que realizar un corte que permitiera la salida de las pastillas.
Empleamos para ello herramientas como una radial (perteneciente a uno de los
componentes del grupo), una remachadora,….

Por otro lado, realizamos unos pequeños agujeros para permitir la salida de
cables, así como la sujeción de los LEDs encima de la puerta.
El material que empleamos para la puerta, la tapa de la caja y el túnel por
el que bajan las pastillas es un plástico transparente ya que nos parecía
interesante que se pudiera observar desde fuera el funcionamiento de
Pastilluino, logrando con ello una mayor cercanía con el usuario final. Este
plástico también cumple una de las condiciones descritas en un apartado
anterior en el que se mencionaba la necesidad de una puerta lo suficientemente
pesada como para caer libremente, pero no excesivo para evitar provocar
demasiada tensión en el hilo que la une con el servomotor.

Debajo de la pantalla LCD creímos conveniente colocar una pieza de madera
que permitiera inclinar un poco la pantalla permitiendo una mayor visibilidad
de la misma y cierta accesibilidad a la hora de usar los botones.
Otro de los elementos clave en el funcionamiento de Pastilluino, y que nos
llevó bastante tiempo realizar, fue el eje que conecta el motor paso a paso con
las pastillas. Dicho eje tiene en su parte superior unas piezas de madera, que
van pegadas perpendicularmente al eje y que tienen la función de separar las
pastillas que tenemos que tomar en un determinado día de las demás.

Por último, tras el recorrido del túnel que realizan las pastillas al caer,
debemos colocar un recipiente que recoja dichas pastillas. Para esta labor,
hemos colocado un pequeño vaso de plástico que cabe perfectamente por el hueco
de la puerta y además cubre todo el rango de posibles posiciones en las que
caen las pastillas.
Dado que el proyecto que presentamos es un prototipo, se podrían realizar
numerosas mejoras que hagan a Pastilluino más atractivo. Entre ellas
destacaremos:
§  Incorporación de más
cavidades en la parte superior del eje dispensador que permita más de una toma
al día.
§  Posibilidad de activar
varias alarmas en un mismo día para complementar la mejora anterior.
§  Reducción del tamaño de
la caja al mínimo ya que actualmente hay mucho espacio sin utilizar.
Al ser la primera vez que ambos utilizábamos Arduino, al principio fue
difícil trabajar y manejar los diferentes elementos que se pueden incluir en un
circuito. Por ello, empezamos con ejemplos muy sencillos a los que
incorporábamos poco a poco más utilidades.
Uno de los primeros problemas que encontramos fue el hecho de que el
servomotor que teníamos solo giraba 180ᴼ, por lo tanto, aunque inicialmente
pensábamos mover el eje giratorio con un servomotor tuvimos que abandonar esa
idea y buscar otra solución.
Otro problema apareció cuando intentábamos controlar el eje con un motor
que no era paso a paso. Aunque intentamos que funcionara con un motor
controller, no lo conseguíamos pensando que se debía a una mala configuración
del circuito. Finalmente, descubrimos que lo mejor era un stepper motor que nos
permitiera realizar movimientos con una precisión de grados (ᴼ).
En cuanto al reloj RTC, tuvimos el problema de que monitorizando las
señales que enviaba, descubrimos que no sincronizaba la hora adecuadamente.
Este problema se solucionó buscando varias librerías hasta que encontramos la
que mejor funcionalidad permitía.
Por último, y debido a la poca experiencia en este campo, compramos muchos
elementos que finalmente no hemos empleado en el proyecto que presentamos pero
que nos han servido para descubrir sus utilidades y aprender a trabajar con
Arduino UNO hasta que decidimos qué proyecto realizar.
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ENLACES:
Memoria:

Presentación:

Vídeo anuncio:


Vídeo funcionamiento detallado de Pastilluino:
Código 1: 
Código 2:

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