Bitácora Desarrollo Punto de Reciclaje Democrático

El proyecto nace de la necesidad de la Fundación M3D de integrar a las comunidades en laconcientización del reciclaje de botellas PET, como manera de autosostenimiento de lageneración de filamento para el desarrollo de proyectos 3D. De esta manera nace la idea delproyecto del Punto de Reciclaje Democrático donde las personas participan activamente en elreciclaje de botellas PET votando por uno de varios proyectos que la misma Fundación M3Dpatrocinara para ayudar a la comunidad. De esta manera se recibe como insumo las botellasPET mientra que la gente vota por el proyecto de su elección.

Figura 1 - Modelo Votación Reciclaje Botellas PET

Se planteó como punto inicial para el desarrollo del proyecto el espacio FabLab de Altos deCazuca promocionado por la Fundación M3D para el desarrollo de proyectos asociados altema de impresión 3D en comunidades vulnerables. Este proyecto contará con los siguientesespacios:

● Biblioteca Comunitaria: Es un espacio de servicio a la comunidad que prestara elservicio de préstamo de libros entre otros servicios. En este punto será instalado unaEduBox que es una computadora donde se publicaran contenidos digitales para serconsumidos a traves del WiFi local. Este espacio contará entonces con servicio deenergía eléctrica y WiFi.

● Hackerspace: También denominado la casa de las botellas a que fue construidousando botellas PET. Este será el espacio para el desarrollo de proyectos de lacomunidad. Al contrario de la biblioteca, este espacio no tiene energía eléctrica ni WiFi.

El siguiente gráfico ilustra el espacio físico donde se desarrollará el proyecto, teniendo encuenta que la distancia entre ambos espacios es de 100 metros.

Figura 2 - Espacio Físico FabLab Altos de Cazuca

De acuerdo con el espacio a interactuar, el proyecto debe cumplir con los siguientes requisitosfuncionales:

● Registrar el conteo de botellas ingresadas al punto● Enviar el conteo de votos por proyecto por WiFi para su registro por Internet● De acuerdo al espacio, el proyecto estara compuesto por dos nodos: Nodo Cliente a

ser instalado en el Hackerspace y el Nodo Servidor a ser instalado en la biblioteca● El Nodo Cliente deberá operar con batería ya que en el Hackerspace no existe energía

eléctrica● El Nodo Servidor deberá conectarse por WiFi a la EduBox para el registro de

información de los votantes● Por la separación física entre los nodos, la comunicación entre estos debe hacerse de

forma inalámbrica por radiofrecuencia.

El siguiente gráfico ilustra la composición de los nodos y su interacción con el espacio físico:

Figura 3 - Nodos Proyecto vs Espacio Físico FabLab Altos de Cazuca

Una vez definidas las restricciones tecnológicas y funcionales de los nodos, se elige comoplataforma tecnológica los microcontroladores MSP430 de Texas Instruments programadosbajo el FrameWork Energia www . energia . nu que permite el desarrollo de proyectos sobre estaplataforma de la misma manera como se programa un Arduino. La siguiente gráfica ilustra laconfiguración de pines de la plataforma Energia utilizando el microcontrolador MSP430G2553.

Figura 4 - FrameWork Energia con Microcontrolador MSP430G2553

A continuación se detalla el desarrollo de los nodos Cliente y Servidor.

Nodo Cliente

Como este nodo se debe comunicar de forma inalámbrica con el Nodo Servidor, se planteó eluso de módulos de radiofrecuencia conocidos como módulos RF. Inicialmente se planteó el usodel modulo NRF24L01 que permite las comunicaciones inalámbricas en la banda RF de2.4GHz. A continuación se ilustra el módulo NRF24L01 y sus características técnicas.

Figura 4 - Módulo NRF24L01

Banda Libre 2.4GHzCanales de comunicación 125 multipuntoTasa de transferencia (Velocidad) 250Kbps~1Mbps~2MbpsVoltaje de entrada 1.9V/3.6VNivel de salida +7dBSensibilidad de recepción -90dBCobertura 15 metros ~ 30 metros (espacios cerrados)

100 metros (áreas abiertas).Consumo de corriente < 20uAInterfáz SPI 8MHzTamaño 2.9cm x 1.6cm x 1.1cm

Aunque inicialmente la distancia del módulo era la adecuada, en pruebas preliminares enespacios cerrados presentaba dificultades cuando los nodos no se veían directamente, sedecidió migrar el desarrollo al módulo RF NRF905 que tiene mejores prestaciones de distanciaya que tiene una antena propia incorporada lo que permite que la señal pueda atravesarobstáculos que se presenten entre los nodos. A continuación se ilustra el módulo NRF905 ysus características técnicas.

Figura 5 - Módulo NRF905

Frecuencia de operación 433/868/915MHzFunciones Transmisión/recepciónNúmero de canales 170 (TDMA-CDMA-FDMA)Modulación FSK/GMSKVelocidad de transferencia de datos 76.8KbitPotencia de salida (máxima) +10dBmSensibilidad -100dBmVoltaje de operación 2.7V~3.3VCorriente de recepción 12.2mACorriente de transmisión 30mARango de operación 100 metros ~ 200 metrosAntena Incorporada

Nodo Servidor

El nodo servidor es el encargado de enviar la información del punto a través de WiFi, por lo quese decidió utilizar el módulo WiFi ESP8266-07 que permite el información a Internet de unaforma sencilla. A continuación se ilustra el módulo ESP8266 y sus características técnicas.

Figura 6 - Módulo ESP8266Protocolo 802.11 b/g/nWi-Fi P2P, soft-AP

Potencia de salida +19.5dBm en modo 802.11bCorriente Bajo Consumo < 10uAIntegra Stack Protocol TCP/IPIntegra WEP, TKIP, AES y WAPI

Plataforma Ubidots

Fotos Montaje

A continuación se ilustra el montaje en protoboard realizado para cada uno de los nodos.

Nodo Cliente

Nodo Servidor