jueves, 19 de marzo de 2020

Impresión 3D y el coronavirus: Tecnología y conocimiento.

Hola a todos, en esta entrada queremos ofrecer de forma ordenada y clara métodos para afrontar la pandemia del coronavirus (también denominado Covid-19 o SARS-CoV-2) y actualizaremos los enlaces de grupos coordinados de fabricación digital para ayudar al desavastecimiento de material sanitario.

También estudiaremos el aporte de la impresión 3D a  problemas que han surgido a causa del coronavirus.

Por último, plantearemos algunas formas de conseguir cierta protección y prevención al contagio de forma fácil y adsequible, en la naturaleza.

En la siguiente descipción, tendréis un resumen de los principales enlaces web donde la comunidad maker ha querido aportar su ayuda a facilitar y acelerar la adquisición de material sanitario:

https://www.coronavirusmakers.org/index.php/es/


Entre los proyectos más demandados, un respirador automático ha comenzado a fabricarse en poco tiempo mediante fabricación digital e implementando una electrónica adsequible.

En el siguiente enlace, podréis ver un documento con los componentes de hardware necesarios para el proyecto Reespirator, basado en Arduino.

Diagrama simplificado del proyecto Reespirator:



Diagrama de componentes electrónicos:

El sistema consiste en un motor paso a paso, que realiza los movimientos necesarios para bombear aire y hacerlo de forma controlada mediante sensores.


Por ahora, el proyecto esta avanzando, pero no debemos confiarnos sin antes realizar test de funcionamiento.



Verificar que los componentes cumplen con su función a lo largo del tiempo y el código de programación no presenta eventos que puedan dar lugar a error. 





En España, ya se estan realizando pruebas y test de funcionamiento para que lo antes posible cumplan con los requisitos y poder pasar a fabricación en serie.

También vemos algunas mejoras que estan aportando todos los integrantes de esta gran comunidad, como este diseño optimizando piezas y tiempo de fabricación:



La vida de las personas no se puede confiar tan rápidamente a un mecanismo sin antes estar seguros de su eficacia, por eso, mucha gente del ámbito profesional, se estan uniendo para aportar conocimientos técnicos y experiencia en este sector.



Una vez, validado el proyecto, se pasará a imprimir por piezas los componentes como esta que nosotros ya hemos fabricado para empezar con los test y pruebas de impresión 3D:

 















Se formarán equipos por comunidades de montaje y se podrán repartir de forma local sin necesidad de grandes desplazamientos.



Accede a toda la información desde el siguiente enlace:

https://www.dropbox.com/s/t98paxpcrztrhx3/Electr%C3%B3nica%20Reespirator23-17.pdf?dl=0



A continuación, se detallan más enlaces a información y como colaborar con los diferentes grupos makers.


Carpeta de Google Drive con la descripción y archivos sigitales para imprimir mascarillas, respiradores, válvulas, gafas de protección y nuevas incorporaciones que seguirán subiendo.

Acceso a SCAM (Sistema Colectivo de Ayuda Mundial)


Es importante leer los grupos de Telegram o Facebook para estar al tanto de actualizaciones, mejoras de archivos para imprimir, y fabricar según la demanda. Debes seleccionar el grupo según tu región (en España) y para aquellas personas que estén fuera de nuestro país, es interesante que veáis como nos estamos organizando, las dificultades que estamos encontrando y como cada uno de vosotros podéis mejorar o aportar.
 
Acceso a los diferentes grupos de Telegram


Una vez tengamos los archivos imprimibles, tenemos acceso a los diferentes grupos de comunicación coordinados, seguiremos las siguientes instrucciones:

Acceso a las instrucciones de registro de impresoras, piezas, grupos de comunicación y formularios para las entregas.




Por último, antes de empezar a imprimir, revisa la calibración de tu impresora 3D.

Medidas reales:
https://www.thingiverse.com/thing:3660800


Test de expansión horizontal: Encajes con otras piezas:
https://www.thingiverse.com/thing:1662342

Kit completo de calibración: Calibra otros factores como puentes, perímetros, grosores, etc...
https://www.thingiverse.com/thing:2610918



Si tu impresora 3D no esta bien calibrada, no es necesario tirar la toalla. Hay piezas que no necesitan de tener medidas perfectas, imprime viseras de protección con film transparente.Utiliza material como ABS, PLA o PEGT.

Acceso al archivo .STL para imprimir la visera de protección.

Manual de emsamble de las viseras con el film transparente


Seguramente cerca de donde vives, ya hay formados equipos de trabajo cooperativos de impresión 3D, además de las plataformas mencionadas.
Es el caso de Sevilla Maker Society, que también se han puesto manos a la obra y estan organizando información accesible a los usuarios, además de disponer de información clara sobre los archivos 3D en formato STL listos para imprimir.

Acceso al documento COVID-19 - Sevilla Maker Society

  
Por otra parte, muchos makers en plataformas como Thingiverse, están subiendo archivos para fabricar con impresora 3D utensilios como mascarillas, gafas de protección o llaveros que sirven para evitar el contacto directo.

















La verdad que muchos de los utensilios que se pueden descargar e imprimir son de mucho ingenio... 

Es el caso del llavero para evitar el contacto en interruptores de oficinas, abrir las puertas de las zonas comunes o coger una bolsa que a pasado por varias personas.


Enlace para acceder y descargar en Thingiverse.



Si tenéis una impresora 3D, es bueno imprimir algún modelo de los que puedes encontrar en la web y tener un buen gesto regalando a tus amigos, vecinos o familiares algo tan simple pero útil.




 












Si queréis imprimir mascarillas, es importarte conocer los diferentes tipos de filtros y su grado de protección.

Aprende a diferenciar los diferentes tipos de filtros y mascarillas 

https://blog.bextok.com/mascaras-filtro-particulas-clasificacion-forma-uso/

Si queréis imprimir mascarillas, es importarte conocer los diferentes tipos de filtros y su grado de protección.

Empresas como Sicnova,han creado una plataforma para colaborar de diferentes formas. Abasteciendo de material y dando acceso a los archivos digitales para descargar e imprimir viseras de protección.

https://portal3dcovid19.es/

https://portal3dcovid19.es/productos/

Valvula para respiradores a partir de la máscara de snorkel de Decathlon:

https://www.isinnova.it/easy-covid19-esp-2/


Diseñadores sin fronteras, han realizado los diseños para fabricar material sanitario como indumentaria sanitaria, gafas de protección, mascáras... SIn duda, todos aportan con sus medio y conocimientos:

 https://linktr.ee/disinfronteras


Consejos para limpiar y desinfectar las el material sanitario fabricado con impresora 3D:

http://www.3dprintingdesign.es/es/noticia/sabes-como-se-desinfecta-el-material-sanitario-que-estas-imprimiendo


Como podemos ver, la impresión 3D esta permitiendo aportar material escaso por problemas de abastecimiento y aumento de la demanda.

Un ejemplo, es el caso de Italia, donde al agotarse algunos de los componentes sanitarios, la solución fue utilizar la fabricación digital local, sin necesidad de largos desplazamientos para disponer rápidamente de las piezas necesarias.




Imagen de válvulas para respiradores impresas en 3D.

Como se puede apreciar, la función que cumple es la misma, pero empleando como método de fabricación la impresión 3D.



Seguramente, este y muchos otros avances seguirán apareciendo para dar solución a los diferentes problemas que se nos plantean.



Para terminar, no  debemos olvidarnos de aquellos elementos que nos llevan ayudando a combatir los virus desde hace miles de años.

En la naturaleza, existen elementos que mejoran nuestro sistema inmunológico.

A continuación mencinaremos algunos de estos elementos naturales:

Ajo:Contiene propiedades antivirales, antibióticas y antimicrobianas.  Los griegos y lo egipcios ya utilizaron el ajo y dejaron constancia de sus usos y propiedades. Se puede consumir como complemento en ensaladas, carnes...

Cúrcuma y Jengibre: Contiene propiedades antioxidantes, antibacterianas, anticancerígenas, antiinflamatorias como más destacadas.
Se suele consumir como especias en salsas como el curry.

Equinácea: Planta medicinal con propiedades antivirales y antibacterianas, se consume su raiz o parte floral en infusiones.




Hongo Ganoderma: este hongo muy utilizao en la medicina tradicional china y japonesa contiene propiedades para reforzar el sistema inmune.

Almendras y nueces: Estos frutos secos contienen minerales y vitaminas que favorecen al sistema inmune.

Arándanos: Contiene propiedades antioxidamentes y refuerzan el sistema inmune y protege el tracto respiratorio.

Granada: Contiene propiedades antivirales y mejora el sistema inmune.


Con esta información queremos transmitir que no necesitamos siempre el uso de la tecnología más avanzada para poder combatir el coronavirus y otras enfermedades desde nuestras casas.

En nuestra alimentación puede comenzar nuestra mejor defensa, además de utilizar toda la tecnología disponible.







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Bibliografía:
 https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/categories/prototipos

https://www.coronavirusmakers.org/index.php/es/

 https://www.3dnatives.com/es/italia-impresion-3d-salvo-vida-pacientes-covid-19-170320202/

https://www.lavanguardia.com/comer/tendencias/20200311/474044798763/comidas-alimentos-inmunes-enfermedades-defensas.html

https://www.promofarma.com/blog/salud-y-bienestar/4-plantas-para-aumentar-tus-defensas/

https://www.dropbox.com/s/t98paxpcrztrhx3/Electr%C3%B3nica%20Reespirator23-17.pdf?dl=0

https://innovadores.larazon.es/es/asi-es-respirador-automatico-3d-hospitales-creado-por-makers/












miércoles, 8 de enero de 2020

Como configurar el segundo extrusor de una impresora 3D

En esta entrada vamos e explicar los pasos que debemos realizar para configurar un segundo extrusor, utilizando el software de laminado Repetier-Host y Slic3r.

Además de este software, otros como Cura o Simplify3D también permiten agregar un segundo extrusor en el proceso de impresión 3D.


Sin embargo, existen diferentes mecanismos y hardware para poder utilizar varios extrusores:

Doble extrusor, un mismo carro:
 En esta disposición, nuestra máquina dispone en el mismo carro de desplazamiento del eje X, varios extrusores. 

 














Tienen la ventaja de utilizar un mismo motor y carro de desplazamiento. La desventaja que pueden presentar, es los restos de filamento que pueden dejar mientras el extrusor que no esta operativo sigue goteando material. La temperatura de extrusión puede afectar a la boquilla próxima si no se respeta la distancia necesaria.
Algunas impresoras como la Ultimaker, utilizan un mecanismo para elevar el segundo extrusor mientras no se esta utilizando, evitando dejar restos de material en la pieza durante la impresión.


Doble extrusor independiente:
Cada extrusor, dispone de su carro de desplazamiento independiente.

Esta disposición además de permitir combinar materiales, permite un modo de impresión múltiple o dual. 




El inconveniente es que se necesita mucha precisión en el movimiento combinado para no dejar imperfecciones en la impresión y se necesita un motor X2 para accionar el segundo extrusor.



Múltiples extrusores:
Este tipo de impresoras, combinan diferentes filamentos mediante un mecanismo.




Se pueden generar piezas a color sin necesidad de pintar o postprocesar, reduciendo el tiempo de operario.



 

Todas estas combinaciones posibles, necesitan de unos ajustes previos mediante software para que funcione correctamente.

Lo primero que debemos ajustar es la distancia que existe desde una boquilla hasta la otra. Esta acción, se realiza mediante el offset del X e Y.

Normalmente, se toma el extrusor 1 como referencia, y se calibra la distancia que hay hasta la boquilla del segundo extrusor. La distancia medida, se introduce en los parámetros del offset.




Para saber si nuestra impresora 3D tiene bien ajustados esos parámetros, podemos hacer una prueba de impresión rápida, y medir los resultados hasta obtener las medidas exactas.




En la previsualización, no debemos alarmarnos si la pieza aparece desplazada. En realidad, estamos viendo la previsualización con los parámetros del offset.




Es aconsejable utilizar materiales de características similares y boquillas de diámetros iguales.Por ejemplo, si utilizamos PLA en el extrusor 1, no debemos usar ABS en el extrusor 2. Las temperaturas de las boquillas son diferentes.

Si nuestra impresora 3D no tiene una distancia suficiente entre ambos extrusor o no lleva aislamiento térmico el cabezal del extrusor, puede ocasionar errores de impresión por temperatura. 

Además, un material puede necesitar de ventilador de capa y a otro material perjudicar la refrigeración. 
Por último, la plataforma o cama caliente, se ajusta a una temperatura u otra dependiendo del material.

Si hemos calibrado correctamente estos valores, podemos obtener resultados muy buenos. A continuación, mostramos algunos ejemplos de aplicación de multiple extrusión:










Ver también como imprimir con doble extrusor con Simplify3D:
https://kilo3d.com/como-imprimir-en-3d-con-doble-extrusor/

jueves, 7 de noviembre de 2019

Mosfet para Impresora 3D. Alargar la vida útil de la electrónica.

Hola a todos, en esta entrada, vamos a explicar las ventajas de implementar Mosfets externos a la electrónica de potencia en la placa electrónica de una impresora 3D.

En cualquier componente electrónico, el paso de corriente, genera un desgaste progresivo, que con el tiempo acaba por deteriorarse hasta que deja de funcionar correctamente.

A continuación, detallamos los componentes que más consumo de potencia tienen en una impresora 3D:

1.-Cama Caliente (Hot Bed): Es la superficie donde imprimen las impresoras 3D. Tienen un consumo de mas de 10 amperios en corriente continua, y aunque es un componente muy robusto, el mosfet de control que abre o cierra el circuito debe soportar el paso de corriente con un margen añadido a la intensidad de pico.






2.-Motores: Los motores paso a paso, tienen un consumo más bajo en comparación con la cama caliente. Sin embargo, todos los ejes y extrusores, necesitan de un motor o varios para accionar movimiento o en el caso de los extrusores, para introducir material. Si sumamos todos los consumos, los motores pueden llegar a consumir más de 5A.















3.-Extrusor (HotEnd): Es el componente que calienta el filamento. Formado por una resistencia, su consumo varía dependiendo del modelo, pero puede llegar a consumir 5A.


Al revisar los componentes anteriormente citados, podemos comprobar que si sumamos las intensidades de cada componente, la placa electrónica encargada del control de potencia debe manejar unos 20A. (10A cama caliente + 5 A motores + 5A Extrusor).

Para aliviar el consumo que pasa por la electrónica, podemos recurrir a utilizar un mosfet externo.
Con este componente, la electrónica de potencia ya no debe manejar grandes intensidades, sino que controla a otro mosfet que es el que ahora soporta el consumo del componente conectado (en este caso, la cama caliente).

 Como podéis ver en la imagen, la fuente de alimentación, llega al Mosfet, y alimenta la cama caliente. El control de encendido y apagado de la cama caliente, lo sigue realizando el mosfet integrado en la placa electrónica Ramps, pero ya no soporta 10A, aliviando a la placa ramps de grandes consumos, si además el mosfet externo tiene calentamiento, se puede añadir un ventilador de refrigeración.

Con esta implementación, se alarga la vida útil de la placa electrónica. 
Se ahorra tiempo, si hubiera que reponer el componente dañado, pues tan sólo hay que cambiar el mosfet externo, en lugar de la electrónica completa o tener que desoldar y soldar el mosfet integrado.
Por otra parte, abaratar el coste si se repone una pieza más barata, como es el caso del mosfet externo, en comparación con tener que cambiar la placa electrónica completa.


Esperamos que esta información os sea de utilidad y podáis alargar la vida de vuestra impresora 3D.



Un saludo a todos.





Podéis acceder a otras entradas relacionadas pinchando en los siguientes enlaces:

Elección de un transistor: calcular compatibilidad

Como calibrar paso a paso la extrusión de una impresora 3D

Diagrama de conexión de impresora 3D Prusa i3 

Nuevos drivers de control para motores paso a paso 

Nuevos avances en la impresión 3D  

Errores de impresión 3D:La primera capa(First Layer)

Nuevas mejoras en la impresora 3D

Materiales de impresión 3D: ABS y PLA

Autocalibrado cama caliente para prusa i3

Atascos continuos con la prusa i3 con el PLA

Nuevos tipos de materiales amplian los límites de la impresión 3D

Ingenio Triana:Manuales Slic3r y Repetier-Host


viernes, 27 de septiembre de 2019

Sensor de humedad en el suelo

Hola a todos, vamos a comenzar a explicar algunos de los componentes básicos utilizados en la automatización de cultivos.

La automatización de los cultivos, surge por la necesidad de ahorrar tiempo al agricultor, y ser más eficientes en el aprovechamiento de recursos, como el agua.



En los cultivos de exterior, lo más importante es disponer y canalizar agua para el riego, saber la cantidad de agua necesaria y que el agua tenga una calidad adecuada para nuestro tipo de cultivo(ph y Electroconductividad).



En los sitemas de invernaderos, además del riego, podemos controlar otros factores: Temperatura, humedad en el aire, humedad en el suelo, pH, Electroconductividad (EC), temperatura del agua, niveles de CO2, oxígeno... y cuanto más precisión y control pues podremos añadir nuevos sensores.


Para el control de riego, debemos de saber la cantidad de agua que necesitan nuestras plantas y cuando el nivel hidrico desciende para tener que volver a regar.
Una sonda introducida en el suelo, es capaz de medir por conductividad la cantidad de agua.
















 La sonda, debe estar conectada a un dispositivo que sea capaz de interpretar los valores, y traducirlos para que sea fácil de entender.
Un ejemplo, son los microcontroladores Arduino, que disponen de una gran variedad de sensores, entre ellos medidores de humedad en el suelo.




 Una vez el dispositivo recopila y traduce los datos, los puede enviar, gestionar y facilitar la tarea de supervisar y controlar los parámetros de cultivo.




 Sin embargo, debemos tener algunas consideraciones para que estos sensores no fallen y obtengamos resultados poco fiables.

Existen diferentes causas que puedan dar errores en la medida de los sensores.

1.-Degradación del material: Los sensores que van introducidos en la tierra, tienen unas varillas de metal que miden la conductivad (Tipo TDR). 
Estos sensores de contacto,se degradan con el tiempo y pierden precisión. La sustición por otrto tipo de sensores sin contacto alargan la vida útil, pero también suelen ser menos económicos( Tipo FDR, Frecuency Domain Reflectometry donde se usa una sonda de capacitancia).

2.-Colocación incorrecta para la medición.
En esta parte nos centraremos, ya que no importa la calidad del instrumento de medición que dispongamos si no sabemos la colocación adecuada de los sensores.

Para endender sobre la correcta colocación del sensor, debemos hacer una breve descripción de los términos que describen la capacidad de almacenamiento del agua en el suelo.



La capacidad de campo(CC) es el contenido de agua en el suelo después de aplicar un riego pesado y cuando la velocidad del drenaje cambia de rápida a lenta. Este punto se logra cuando toda el agua gravitacional se ha drenado.
La capacidad de campo se logra normalmente dos o tres días después del riego.(0,3 bars en suelo arcilloso o 0,1 bars en suelos de textura media)

El punto de marchitez permanente(PMP) es el contenido de agua en el suelo al cual las plantas no se pueden recuperar y se marchitan aún cuando se les adiciona suficiente humedad. 
Este parámetro puede variar de acuerdo a las especies de las plantas y al tipo de suelo.


El agua disponible para la planta (ADP) es el contenido de agua retenido entre la capacidad de campo y el punto de marchitamiento permanente



Éste depende de factores tales como la textura del suelo, densidad aparente y estructura del suelo.

 Déficit permitido en el manejo del riego(DPM), es el contenido de agua en el suelo del cual no se debe descender. Se suele expresar en porcentaje. EL porcentaje recomendado para la mayoria de cultivos es aproximadamente al 50% y para cultivos sensibles a la sequía al 25%.

Contenido gravimétrico de agua, es una medida directa de la humedad del suelo La técnica de secado del suelo en el horno es probablemente la más utilizada de todos los métodos gravimétricos para medir el contenido de agua del suelo. Esta técnica consiste en tomar una muestra del suelo con una barrena. La muestra se coloca en un recipiente y se pesa; posteriormente se seca en un horno a 105°C hasta que se obtiene un peso constante (normalmente después de 24 horas), después se vuelve a pesar. El contenido gravimétrico de agua es la cantidad de agua en la muestra por porcentaje de peso seco del suelo y se calcula de la siguiente manera: 

Contenido gravimétrico de agua (%) = (Peso del suelo húmedo – Peso del suelo seco x 100) / Peso de suelo seco.


La densidad aparente es el peso del suelo seco por unidad de volumen de suelo. Esta propiedad está relacionada con la porosidad (espacio poroso) y la compactación; y se utiliza para calcular el contenido volumétrico de agua del contenido gravimétrico de agua. Generalmente este parámetro se expresa en gramos por centímetro cúbico de suelo, de acuerdo a:

 Densidad aparente = Peso de suelo seco / Volumen de suelo

 El contenido volumétrico de agua del suelo es comúnmente utilizado para expresar el contenido de agua en el suelo. Éste se obtiene al multiplicar la densidad aparente del suelo por el contenido gravimétrico de agua:  

Contenido volumétrico del agua (%) = (Densidad aparente del suelo/densidad del agua) x Contenido gravimétrico del agua (%)

 El contenido volumétrico del agua (%) puede utilizarse para calcular la lámina de riego.

La lámina de riego requerida para llevar el suelo a la capacidad de campo se calcula de la siguiente manera:

 Lámina de riego = (30-20)/100 x 2 pies = 0.1 x 2 pie = 0.1 x 24 pulgadas = 2.4 pulgadas 

Si deseamos saber qué cantidad de agua contiene un suelo (en lámina de agua) si su contenido de agua es de un 20 por ciento, está se puede calcular de acuerdo a: 

Lámina de agua = 20% x 2 pies = 20/100 x 24 pulgadas = 4.8 pulgadas 

(1 pie= 30,48 cm; 1 pulgada= 2,54 cm).


A modo de referencia, se puede hacer una estimación según la lectura en centíbares para medir la humedad  del suelo:

0-10    Suelo saturado
10-30   Suelo con suficiente humedad
30-60   Margen normal para inicar el riego
60-80   Margen normal para iniciar el riego en suelos muy arcillosos
>80     El suelo se esta secando peligrosamente


Esperamos que con esta información tengáis un buen sistema de medición de humedad en el suelo.


Bibliografía:

https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campo

https://www.intagri.com/articulos/agua-riego/uso-de-sensores-de-humedad-para-definir-riego

http://www.fao.org/3/y4690s/y4690s02.htm#TopOfPage

https://www.traxco.es/blog/productos-nuevos/sensor-de-humedad-del-suelo