Pantalla facial para personal sanitario

 Descripción:

Pantalla facial para utilizar en conjunción con la mascarilla para aumentar la seguridad del personal expuesto a fuentes de contagio de coronavirus.

Características:

-Debe de ser barata de fabricar:

Hemos realizado multitud de simulaciones con programas de elementos finitos para minimizar el material utilizado en su fabricación. El resultado de esto es una pieza impresa con una masa inferior a 16gr, por lo que saldrían 62 por bobina de 1 Kg de filamento.

Compatible con acetatos A4 de 0.1mm que se pueden comprar en cualquier papelería a muy bajo precio

Tiene que utilizar filamentos "no especiales" ya que el precio de estos encarecerían mucho su impresión. En la impresión de este elemento sólo vamos a utilizar PLA estándar.

-Fácil de imprimir:

Cualquiera que tenga una impresora 3D debe de ser capaz de imprimir esta pieza. Eliminamos materiales complicados de imprimir como el flexible y el ABS centrándonos en el PLA estándar para garantizarnos que esté al alcance de todo quien posea una impresora 3D.

Debe de ser de una única pieza para facilitar tanto su impresión como su montaje. Al ser lo más sencilla posible disminuimos tanto el tiempo de impresión como el de montaje aumentando la producción.

-Resistente:

Tiene que soportar las cargas de trabajo acorte con los imprevistos que podrían ocurrir durante su vida útil. Hemos diseñado esta pieza de tal manera de que aunque esté fabricada con un material que en principio no presenta buenas cualidades elásticas,  mediante el estudio de su geometría, dimensionamiento y orientación de capas de impresión sea capaz de deformase de manera elástica absorbiendo la energía de impactos para regresar a su forma original al cesar estos sin romper.

-Funcionamiento seguro:

Se debe de evitar que se produzcan fallos en su funcionamiento ya que estos podrían desembocar en situaciones reales de peligro. Para aumentar la fiabilidad del sistema, además de apostar por una pieza única de impresión, hemos pensado de que la unión entre la acetato - visera se haga por medio de clips. Los clips de anclaje vienen incluidos en el diseño de la visera simplificando el diseño y evitando el tener que imprimir varias piezas.

-Universal:

El ajuste se realiza colocando en la parte posterior de la visera  una gomilla elástica por lo que  puede ajustarse a cualquier medida.

Conclusión:

Es un diseño simple, robusto y resistente a bajo precio. Puede ser descargado en el siguiente enlace:

Descarga 

Diseño e impresión 3D de un telepromter

Introducción:

Un teleprompter es un dispositivo el cual va mostrando esquemas, guiones e incluso díálogos a una persona que está siendo grabada con una cámara, es por así decirlo "una chuleta" de lo que tiene que hablar. La ventaja que presenta este aparato es que el texto es proyectado justo delante de cámara por lo que la persona que esta siendo grabada sólo tiene que mirar al objetivo para leer, por otro lado, el texto queda invisible para espectador por lo que da la sensación de todo el diálogo es natural y espontáneo. Sería, por ejemplo muy útil en el caso de tener un canal de Youtube ya que así se podría preparar el guión de lo que hay que decir y se podría leer sobre la marcha mientras se graba.

Características:

-Resistente: El dispositivo tiene que ser muy resistente a impactos ya que las cámaras y objetivos utilizados para la grabación de video son muy caras. Para ello hemos pensado que lo mejor es una impresión en 3D en plástico ABS ya que este tiene excelentes capacidades mecánicas.

-Ligero: Debe de ser portátil, para ello vamos a utilizar una densidad de relleno variable entre valores de 85% en partes principales del chasis y del 60% para piezas con menos carga de servicio. Todas las piezas llevan un espesor de pared mínimo de 2mm, siendo de 2,5mm en piezas principales. Para aligerar las uniones fijas las vamos a hacer mediente pegado ya que existen pegamentos que derriten el ABS quedando el resultado como si de una soldadura se tratase.

-Universal: Debe de ser válido para cualquier tipo de cámara, por lo que su unión a la cámara no puede ser fija, es decir, se podrá mover dentro de un raíl para que puedan utilizarse con objetivos de distintas dimensiones, además, el telepromter podrá sostener tanto a móviles como tablets.

-Barato: las piezas han sido diseñadas para una rápida impresión 3D y una buena calidad buscando la funcionalidad desde el diseño para ahorrar en tiempo de impresión y costes.

Diseño de piezas:

Hemos diseñado la totalidad de las piezas y el ensamblaje en Catia ya que debido a que es un programa de diseño paramétrico, cualquier cambio en una de las piezas queda automáticamente reflejado en el ensamblaje lo que hace de este método de diseño útil y dinámico

Listado de planos:

El resultado:
Tras la impresión en plástico ABS quedaría así:

Ajuste:

El acople de la cámara al telepromter se produce mediante un tornillo de rosca 1/4" el cuál puede moverse mientras está aflojado en el raíl de la bandeja donde descansa la cámara, esto es especialmente útil porque dependiendo de las dimensiones del objetivo permite acercar o alejar la cámara del cristal de proyección.

Mediante unos tornillos situados debajo de la bandeja en donde se apoya el móvil/tablet se puede ajustar la amplitud de las mordazas de agarre, una vez apretados estos, las mordazas quedarían fijas.

Servidor web con raspberry pi

En esta ocasión vamos a montar un servidor web en nuestra raspberry. Es muy fácil construirse un pequeño server para alojar páginas web que tengan una demanda de usuarios media. Para ello sólo nos haría falta ,aparte de la placa raspberry, la fuente de alimentación, un disco duro externo y un usb wifi ( estos dos últimos opcionales)

Tener un servidor personal en comparación con subir nuestra web a un hosting de pago tiene las siguientes características:

Ventajas:

• es gratuito 
• no tenemos límite de transferencia y almacenamiento (podríamos subir tantos artículos, presentaciones y vídeos como queramos, sólo estando limitados al espacio de nuestro disco duro en el servidor) 
• hoy en día la velocidad media de conexión a internet en cualquier casa u oficina  es aceptable para poder responder de manera fluida a un número de peticiones de carga que no se exageradamente alto
  

Desventajas:

• en nuestro caso ya que tenemos un redireccionamiento de dirección web gratuito (no-ip) nuestra dirección es un poco más compleja de lo que estamos acostumbrados: "direccionweb.sytes.net" o "direccionweb.opt" ya que no estamos utilizando un dominio sino un subdominio, pero podríamos comprar un domino propio 
• dependemos del estado de nuestra conexión a internet por lo que debería de ser lo suficientemente estable como para garantizarnos que quien quiera obtener acceso al servidor pueda hacerlo 
• el servidor debe de estar encendido para que la página web funcione ( por suerte el consumo energético de un raspberry-pi es mínimo, es más, el consumo del router es 10 veces más)

Pasos previos:

Modificamos la IP interna del servidor para que sea fija en (raspian) jessie:
 

Hacemos una copia de seguridad por lo que pudiera pasar...

sudo cp /etc/dhcpcd.conf /etc/dhcpcd.conf.backup

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

añadimos encima de todo lo comentado lo siguiente:

interface eth0 
static ip_address=192.168.1.220/24 
static routers=192.168.1.1
static domain_name_servers=8.8.8.8 
Si queremos configurar también la dirección wifi, copiamos esto debajo de lo anterior: 
interface wlan0 
static ip_address=192.168.1.220/24 
static routers=192.168.1.1
static domain_name_servers=8.8.8.8
Explicación:

static ip address: ip nueva del equipo
static routers: es la ip del router
static domain_name_servers: servidor de DNS, podemos utilizar el 8.8.8.8 que es el que nos proporciona google

Evidentemente los valores de las ip pueden ser modificados y deberían de ser adaptados en cada situación a las necesidades del sistema

Configurar Wifi:
Hacemos una copia de seguridad del archivo a modificar para evitar suicidios innecesarios :)
sudo cp /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf.backup
editamos el archivo:
sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf


network={ ssid="testing"
psk="testingPassword" } 

Modificamos en donde pone "testing" ponemos el nombre de nuesta red wifi, mientas que en donde está "testingPassword" escribimos la contraseña de acceso a la red

Lo ideal sería instalar un sistema de redireccionamiento para que no necesitamos escribir nuesta IP externa (en mi caso 87.210.150.44) para acceder a la web.

Además de ser difícil de aprender la IP externa, esta varía con el tiempo por lo que no tiene sentido ninguno utilizarla como dirección de cara al exterior.

En lugar de eso, vamos a instalar un programa que lo que hace es vincular nuesta IP exterior cambiante a una dirección fija,en concreto a un subdomio, para ello, manda periódicamente la IP externa para actualizar hacia donde apunta en el caso de que haya cambiado.

La instalación de No-ip puede verse en esta entrada:
http://fernandogonzalezbenitez.blogspot.com.es/2014/07/owncloud-en-raspberry-pi.html

Bueno, ahora vamos a instalar el servidor web en sí y sus accesorios:
Servidor apache
sudo ap-get install apache2
 
Instalamos los elementos necesarios para crear una web vistosa
sudo apt-get install php5
también los haría falta los siguientes elementos auxiliares:
sudo apt-get install libapache2-mod-php5 libapache2-mod-perl2 php5 php5-cli php5-common php5-curl php5-dev php5-gd php5-imap php5-ldap php5-mhash php5-mysql php5-odbc 
 
Para comprobar si php esta funcionando adecuadamente creamos un fichero php y lo intentamos abrir desde el navegador
sudo nano /var/www/html/phpinfo.php
y editamos el fichero:

<?php
phpinfo();
?>

guardamos e intentamos acceder via web:
192.168.X.X/phpinfo.php

donde las X dependen de la dirección IP del servidor que le hemos dado
Si todo va bien debería de cargar la página

Si necesitásemos una base de datos en el servidor web instalaríamos MySQL y phpMyAdmin
sudo apt-get install php5-mysql mysql-server mysql-client
sudo /etc/init.d/mysql restart
sudo apt-get install phpmyadmin

Vinculamos PhpMyAdmin con Apache2
sudo nano /etc/apache2/apache2.conf

y añadimos al final la línea: 
Include /etc/phpmyadmin/apache.conf 

guardamos los cambios y reiniciamos apache
sudo /etc/init.d/apache2 restart

Para editar las bases de datos de nuestra página web sólo tendremos que poner la direccion:
192.168.X.X/phpmyadmin

En donde tendremos que elegir como usuario: root y de contraseña pondremos a elegida en la instalación de MySQL




Ya tenemos nuestro servidor instalado y funcionando, sólo nos quedaría copiar la página a alojar en la carpeta: /var/www/html


 

Sistema de medición de intensidad de baja tensión

En nuestro proyecto vamos a diseñar e imprimir en 3D un sistema de medición de intensidad para baja tensión.

Condiciones de trabajo:

- material resistente a condiciones climatológicas adversas

- resistente a impactos

- debido a la alta intensidad que circula por el cable debe e de tener cierta resitencia a la temperatura

- de fácil montaje

- debe de alojar un núcleo de ferrita predefinido

- el diámetro del cable es de 38mm

Material:

Elegimos el plástico ABS ya que no es biodegradable, tiene excelentes propiedades mecánicas y aguanta una temperatura de trabajo de hasta 200º, en contra, su impresión 3D es más compleja. Debido a las dimensiones de las piezas a fabricar vamos a utilizar la boquilla de 0,3mm aunque la impresión sea más lenta.

Proceso:

Diseñamos los soportes de bobinas que se colocan alrededor del núcleo de ferrita. En principio pensábamos que lo más sencillo sería utilizar sólo una pieza para esto, pero la hemos dividido en varios tramos para facilitar su bobinado, además, hemos añadido aletas a sus lados para evitar que se salga el cable al bobinarlo. Ya que su hueco no es de sección circular, hemos tenido que diseñar una pieza auxiliar que encaja en su interior para el proceso de bobinado. La existencia de estas aletas nos obliga a eliminar el aro interior de la carcasa por condiciones de espacio por lo que cada uno de los bobinados deberá de ir recubierto con material termo retráctil.

Dimensionamos las distintas piezas con un espesor mínimo de 3mm para asegurarnos de su correcta resistencia y de su facilidad de impresión.

Por último hacemos un estudio de las tensiones internas de funcionamiento por si te tenemos que corregir cualquier valor ya que sabemos cuál es la resistencia a tracción del plástico ABS:

Tabla de resistenacia de materiales 

Obenemos un coeficiente de seguridad satisfactorio

El resultado sería el siguiente (a falta del bobinado):

Diseño de brazo de drone

Hemos optimizado el diseño del brazo del drone para otorgarle una gran estabilidad en el vuelo, para ello, hemos subido la posición de los motores.

Como contrapartida tendremos que tener en cuenta que si ganamos en estabilidad de vuelo perdemos la capacidad de hacer maniobras intrincadas y acrobáticas.

Materiales en impresoras 3D

Para la obtención de una pieza determinada es tan importante la forma de la misma como el material del que está construida. Vamos a presentar los principales materiales y sus características mecánicas que van a determinar la elección de uno u otro en función de los requerimientos del sistema:

ABS: muy duro y poco deformable con buenas características mecánicas, soporta temperaturas de hasta 110º. La temperatura de extrusión depende de la marca del filamento estando entre 200 y 230º. Presenta las siguientes propiedades mecánicas:

No todas las impresoras del mercado son capaces de imprimir en este material ya que para que quede bien sujeto a la base esta debe de ser calentada a 100º  por lo que si queremos imprimir en este material debemos de asegurarnos de que nuestra impresora sea de cama caliente.

-PLA: un poco más blando que el anterior pero muy bueno para reproducir figuras intrincadas. Esto es debido a que al fundirse es mucho más fluido por lo que es capaz de representar mejor los detalles de las piezas. Aguanta temperaturas de hasta 65º. Es biodegradable lo que lo convierte en un material muy ecológico y no desprenden vapores que molesten durante la impresión. Es apto para todo tipo de impresoras 3D. Sus características mecánicas son:

-Flexible: Es un tipo de material de reciente aparición cuya principal caracterísica es su capacidad de deformación como si se tratase de goma. Tiene unos parámetros de impresión similares al PLA. Sus propiedades mecánicas son:

-Nylon: Es el material que hoy por hoy presenta mejores cualidades mecánicas para la impresión 3D. Es muy duro y dúctil haciéndolo especialmente resistente a esfuerzos estáticos y dinámicos, en contra, no es apto para trabajar a altas temperaturas y su impresión es más complicada que el ABS ya que para conseguir un resultado óptimo debemos de movernos en un rango de temperturas inferior al de este.

-HIPS: poliestireno de alto impacto. Es un material que estaría sería el término medio entre el ABS y el PLA favoreciendo las características mecánicas del PLA manteniendo su nivel de precisión del detalle.

-PET:tetraphalato de polietileno. Es transparente y presenta buenas cualidades mecánicas con una alta absorción de energía por impacto. Presenta la característica de que puede utilizarse en embases de alimentos (hay que tener cuidado ya que hay boquillas extrusoras que contienen plomo y serían perjudiciales para la salud)

Un importante grupo de materiales es el de los materiales compuestos, estos, tienen como matriz base de PLA mientas que se les han añadido otros materiales en polvo de tal manera que presentan propiedades intermedias. Entre los materiales que lo componen, entre estos podemos destacar:

• Madera
• Aluminio
• Acero
• Cobre
• Hierro magnético
• Tungsteno
• Filamento conductor de electricidad 
• Filamento de ABS reforzado con fibra de carbono  

Anteriormente hemos definido las características mecánicas de los principales materiales de impresión sabiendo que entre marca y marca de filamento puede existir una pequeña variación de los mismos, pero esta diferencia se acentúa  en los materiales compuestos por lo que es necesario el estudio de cada filamento de las distintas marcas para llegar a unos parámetros fiables.

Diseño de cascos en Catia

Catia es uno de los programas de diseño más potentes que existen hoy en día. Esta herramienta esta compuesta por multitud de módulos, los cuales iremos comprando en función de las necesidades de la empresa, así, podremos encontrarnos un módulo de diseño de superficies, uno de mecanizado, de materiales compuestos...etc. Es un programa que en principio fue desarollado  para para la industria aeronáutica por lo que su fuerte está en el diseño de intrincadas formas y superficies complejas propias de este sector. Un ejemplo de esto sería el diseño de unos cascos para escuchar música en donde hemos tenido que recurrir al módulo Generative Shape Design ya que hemos buscado una forma un poco enrevesada atendiendo a principios estéticos.

 

 

 

 

En breve colocaré el enlace en donde están las imágenes .stl de cada una de las piezas para el que quiera pueda descargarlas e imprimirlas con una impresora 3D