Diseño de secador de café controlado con tecnología IOT
: figuras, tablas
- Autores:
-
Castro Lema, Yoan Andrés
Morales García, Juan Esteban
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/16481
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/16481
https://repositorio.utp.edu.co/home
- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines
2. Ingeniería y Tecnología
Secador de café
Comunicación LoRa
Humedad
Temperatura
ODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación
- Rights
- openAccess
- License
- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessZapata Gordon, AdonaíCastro Lema, Yoan AndrésMorales García, Juan Esteban2025-11-27T16:36:15Z2025-11-27T16:36:15Z2025Castro Lema, Y y Morales García, J. (2025). Diseño de secador de café controlado con tecnología IOT. Universidad Tecnológica de Pereira. Disponible en: https://hdl.handle.net/11059/16481https://hdl.handle.net/11059/16481Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/home: figuras, tablasEste proyecto presenta el diseño y desarrollo de un prototipo de sistema de monitoreo y secado de café basado en tecnología de comunicación IoT. Su principal objetivo es la recopilación y transmisión eficiente de datos de precipitación en tiempo real, con la capacidad de operar en diversas zonas, incluyendo áreas rurales y de difícil acceso. El sistema busca enfrentar los desafíos asociados al cambio climático, como el fenómeno del Niño, que impacta sectores estratégicos en Colombia, tales como la caficultura, la energía, la biodiversidad, los recursos hídricos, la agricultura y ganadería, el turismo y la seguridad alimentaria. Para ello, integra tecnologías de bajo costo y alta eficiencia, incluyendo sensores ambientales, paneles solares y módulos de comunicación inalámbrica, ofreciendo una solución accesible y escalable para optimizar el proceso de secado del café. Se llevarán a cabo pruebas en laboratorio y en campo para validar su eficacia bajo condiciones reales, con el propósito de proporcionar información precisa que permita un secado eficiente y autónomo del café.This project presents the design and development of a prototype coffee monitoring and drying system based on IoT communication technology. Its main objective is the efficient collection and transmission of real-time precipitation data, with the ability to operate in various areas, including rural and hard-to-reach areas. The system seeks to address the challenges associated with climate change, such as the El Niño phenomenon, which impacts strategic sectors in Colombia, such as coffee growing, energy, biodiversity, water resources, agriculture and livestock, tourism, and food security. To this end, it integrates low-cost, high-efficiency technologies, including environmental sensors, solar panels, and wireless communication modules, offering an accessible and scalable solution to optimize the coffee drying process. Laboratory and field tests will be conducted to validate its effectiveness under real conditions, with the aim of providing accurate information that enables efficient and autonomous coffee drying.CAPITULO 1 -- 13 1. Definición de la propuesta -- 13 1.1. Definición del problema -- 13 1.2. Planteamiento del problema -- 13 1.3. Formulación del problema -- 14 1.4. Sistematización -- 14 1.4.1. Preguntas generales -- 14 1.4.2. Preguntas específicas -- 14 1.5. Delimitación -- 15 1.6. Objetivos -- 15 1.6.1. Objetivo general -- 15 1.6.2. Objetivo específico -- 15 1.7. Justificación referencias -- 16 CAPITULO 2 -- 17 2. Sistemas de secado del café -- 17 2.1. Fundamentos de procesos de transformación del café -- 17 2.2. Tipos se secadores de café -- 18 2.2.1. Marquesinas y secadores parabólicos -- 19 2.2.2. Elbas o casa de elbas -- 19 2.2.3. Secadores mecánicos -- 20 2.2.4. Transmisión remota del sistema de secado de café -- 22 2.2.5. Autonomía energética -- 23 2.2.6. Impacto y adaptabilidad -- 23 2.2.7. Estructura física y protección -- 24 2.2.8. Durabilidad y resistencia ante condiciones extremas -- 24 2.2.9. Facilidad de instalación y funcionamiento -- 25 2.2.10. Rasgos y características de los sistemas de monitoreo -- 25 2.3. Ecuaciones del secado optimo del café -- 26 2.3.1. Método gravimétrico -- 26 2.3.2. Método de Fick (Modelo teórico) [24] -- 27 2.3.2.1. Método de Page (Modelo simple) -- 27 2.3.3. Coeficiente de transferencia de calor por convección entre el aire y el grano -- 28 2.4. Módulos de control -- 29 2.4.1. ESP32 -- 29 2.4.2. Arduino uno -- 30 2.4.3. Raspberry Pi Pico -- 30 2.4.4. STM32FL03 (Blue Pill) -- 31 2.4.5. Comparativa de módulos de control -- 32 2.5. Sensores -- 33 2.5.1. DHT11 -- 33 2.5.2. DHT22 (AM2302) -- 34 2.5.3. AM2320 -- 35 2.5.4. ML8511 -- 36 2.5.5. GUVA- S12SD -- 36 2.5.6. Sensor de lluvia o gotas de agua -- 37 2.6. Módulos de comunicación -- 38 2.6.1. Módulo LoRa DX-LR01 -- 38 2.6.2. Módulo Wi-Fi ESP-01 -- 39 2.6.3. Módulo Bluetooth HC-05 -- 40 2.6.4. Módulo XBee Serie 3 (ZigBee) -- 41 2.6.5. Módulo RF NRF24L01+ -- 42 2.7. Sistemas de solares de alimentación -- 43 2.7.1. Controlador de carga HX-2-JH20-V1 -- 43 2.7.2. Controlador de Carga PWM LS1024B -- 44 2.7.3. Controlador EPEVER Tracer 1210AN -- 45 2.7.4. Panel Solar Monocristalino 9V 3W -- 46 2.7.5. Panel solar policristalino 9V 5W -- 47 2.7.6. Panel solar flexible 9V 10W -- 48 2.8. Herramientas de Diseño CAD -- 49 2.8.1. SolidWorks (Diseño 3D Paramétrico) -- 49 2.8.2. AutoCAD (3D) -- 50 2.8.3. Blender (3D) -- 51 2.8.4. Fusión 360 (3D) -- 52 2.9.1. Proteus 8 Profesional -- 53 2.9.2. KiCad -- 54 2.9.3. Autodesk Eagle -- 55 2.10. Manufactura adictiva -- 56 2.10.1. FDM (Fused Deposition Modeling) -- 57 2.10.2. SLA (Stereolithography) -- 57 2.10.3. SLS (Selective Laser Sintering) -- 58 2.10.4. Filamentos para Impresión 3D (FDM) -- 59 2.10.5. Aplicaciones de la Manufactura Aditiva -- 60 CAPITULO 3 -- 62 3. Prototipo de adquisición de datos ambientales para el monitoreo de condiciones de secado de café -- 62 3.1. Antecedentes -- 62 3.2. Secadora marquesina para el secado de café -- 62 3.3. Secadora de café tipo marquesina con energía fotovoltaica -- 63 3.4. Descripción de la curvatura parabólica de los secadores -- 64 3.4.1. Descripción de la curvatura parabólica de los secadores -- 64 3.5. Diseño mecánico -- 65 3.5.1. Diseño estructura metílica -- 67 3.5.2. Diseño sistema de anclaje -- 67 3.5.3. Diseño completo -- 68 3.6. Selección del sistema de censado -- 68 3.6.1. Componentes electrónicos usados -- 68 3.6.2. Esquema electrónico -- 71 3.6.3. Montaje de pruebas -- 73 3.7. Diseño del algoritmo de control -- 80 CAPITULO 4 -- 84 4. Resultados -- 84 4.1. Esquema definitivo -- 84 4.2. Simulación protoboard -- 85 4.3. Implementación del código transmisión de datos -- 86 4.3.1. Implementación del código recepción de datos -- 87 5. Conclusiones -- 88 6. Recomendaciones -- 89 7. Bibliografía -- 90 8. Anexos....................................................................................................................................... 98PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)110 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecatrónicaFacultad de TecnologíasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines2. Ingeniería y TecnologíaSecador de caféComunicación LoRaHumedadTemperaturaODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovaciónDiseño de secador de café controlado con tecnología IOTTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPereira, Risaralda, Colombia[1] C. Cafetera, «Beneficios del café II: Secado del café pergamino,» Cartilla Cafetera, vol. 21, p. 18.[2] B. c. café, «conCAFÉ,» 18 07 2023. [En línea]. Available: https://concafe.es/el-cafe-de-colombia-un-tesoro-cafetalero-que-impulsa-la- economia-y-enamora-los- sentidos/#:~:text=La%20producci%C3%B3n%20de%20caf%C3%A9%20en %20Colombia%20tiene,en%20la%20industria%20cafetera%20a%20nivel%2 0mundial.&text=Seg%C3%BAn%20la%20. [Último acceso: 03 07 2024].[3] O. Briñez, D. Yepez, J. Ureña y S. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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