Implementación de un sistema para control de supervisión y adquisición de datos de la celda mecatrónica de Fischertechnik del laboratorio de automatización utilizando hardware y software libre

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dc.contributor.advisorChío Cho, Nayibe
dc.contributor.advisorGonzález Acuña, Hernán
dc.contributor.apolounabChío Cho, Nayibe [nayibe-chío-cho]spa
dc.contributor.apolounabGonzález Acuña, Hernán [hernán-gonzález-acuña]spa
dc.contributor.authorCastro Caicedo, Neil Sebastian
dc.contributor.authorDelgado Maestre, Hubert Armando
dc.contributor.cvlacChío Cho, Nayibe [0000375918]spa
dc.contributor.cvlacGonzález Acuña, Hernán [0000774774]spa
dc.contributor.googlescholarChío Cho, Nayibe [mModWy8AAAAJ]spa
dc.contributor.googlescholarGonzález Acuña, Hernán [es&oi=ao]spa
dc.contributor.linkedinChío Cho, Nayibe [nayibe-chio-cho-41a17724]spa
dc.contributor.orcidChío Cho, Nayibe [0000-0002-9459-4350]spa
dc.contributor.orcidGonzález Acuña, Hernán [0009-0001-0711-8170]spa
dc.contributor.researchgateChío Cho, Nayibe [Nayibe_Chio]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2026-01-30T19:15:18Z
dc.date.available2026-01-30T19:15:18Z
dc.date.issued2025-06-16
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.description.abstractEste trabajo presenta el desarrollo de un sistema para control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) de la celda mecatrónica Fischertechnik del laboratorio de automatización de la UNAB, utilizando hardware y software libre. El sistema integra un controlador lógico programable (PLC) basado en Arduino Mega (ATmega2560) con capacidades que igualan o superan al controlador comercial original, junto con una plataforma SCADA web desarrollada desde cero con tecnologías open-source. El proyecto aborda la obsolescencia del software propietario original (ROBO Pro) y los estándares de la Industria 4.0, mediante el diseño del esquema electrónico del PLC, el desarrollo de la plataforma web, la fabricación de la PCB con su carcasa protectora, y la validación completa del sistema mediante guías de laboratorio. Los resultados demuestran que el controlador desarrollado alcanza niveles de precisión comparables o superiores al controlador Fischertechnik de referencia, con errores inferiores al 5% en entradas analógicas y 1% en salidas, confirmando su viabilidad técnica y pedagógica para entornos educativos de automatización industrial.spa
dc.description.abstractenglishThis work presents the development of a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system for the Fischertechnik mechatronic cell at UNAB's automation laboratory, using open-source hardware and software. The system integrates a Programmable Logic Controller (PLC) based on Arduino Mega (ATmega2560) with capabilities that match or exceed the original commercial controller, along with a web-based SCADA platform developed from scratch with open-source technologies. The project addresses the obsolescence of the original proprietary software (ROBO Pro) and Industry 4.0 standards through the design of the PLC electronic schematic, development of the web platform, manufacturing of the PCB with its protective casing, and complete system validation through laboratory guides. Results demonstrate that the developed controller achieves precision levels comparable to or exceeding the reference Fischertechnik controller, with errors below 5% in analog inputs and 1% in outputs, confirming its technical and pedagogical viability for industrial automation educational environments.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1 INTRODUCCIÓN 11 1.2 RESUMEN 11 1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 12 1.4 CONTEXTO Y JUSTIFICACIÓN 13 1.5 ANTECEDENTES 16 1.6 OBJETIVOS 19 1.6.1 GENERAL 19 1.6.2 ESPECIFICOS 19 2 MARCO TEÓRICO 20 2.1 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLES 20 2.2 HARDWARE LIBRE Y MICROCONTROLADORES 21 2.3 INDUSTRIA 4.0 Y TENDENCIAS ACTUALES 22 2.4 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN 23 2.5 SISTEMAS SCADA 24 2.6 TECNOLOGÍAS WEB 24 2.6.1 FRONTEND 24 2.6.2 BACKEND Y BASES DE DATOS 25 2.7 CELDAS FISCHERTECHNIK 26 2.8 NORMATIVIDAD 27 2.8.1 DISEÑO DE PCB 27 2.8.2 LICENCIAS DE SOFTWARE LIBRE 28 3. METODOLOGÍA 29 4. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Y ANALISIS DE REQUERIMIENTOS 33 4.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CONTROLADOR COMERCIALES 33 4.2 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN PLATAFORMAS SCADA 34 4.3 REQUERIMIENTOS CELDA MECATRÓNICA FISCHERTECHNIK 35 4.4 REQUERIMIENTOS DEL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE 36 4.5 REQUERIMIENTOS DE LA PLATAFORMA SCADA WEB 37 4.6 ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA 38 4.6.1 ESPECIFICACIONES DEL CONTROLADOR 38 4.6.2 ESPECIFICACIONES DE LA PLATAFORMA 39 5. DISEÑO Y FABRICACIÓN CONTROLADOR 41 5.1 SELECCIÓN DE COMPONENTES 41 5.2 DISEÑO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS 42 5.2.1 ENTRADAS DIGITALES 43 5.2.2 ENTRADAS ANALÓGICAS 46 5.2.3 SALIDAS ANALÓGICAS 48 5.2.4 SALIDAS MOTORES PWM 50 5.2.4 SALIDAS DIGITALES RELÉ 52 5.5 FABRICACIÓN PCB 53 6. DISEÑO 3D Y FABRICACIÓN 57 6.1.1 FABRICACIÓN CARCASA CONTROLADOR 58 6.2 DISEÑO Y VALIDACIÓN CELDAS FISCHERTECHNIK 60 6.3 INTEGRACIÓN DEL SISTEMA 62 7. DESARROLLO PLATAFORMA SCADA WEB 63 7.1 METODOLOGÍA DE DESARROLLO 63 7.2 ARQUITECTURA DEL SISTEMA 64 7.3 COMPONENTES DEL SISTEMA 65 7.4 BASE DE DATOS 66 7.5 CONEXIÓN CON EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE 67 7.6 ESTRUCTURA DE ARCHIVOS 69 7.7 FLUJO GENRAL DE DATOS DEL SISTEMA 69 7.8 FUNCIONALIDADES IMPLEMENTADAS 70 8. VALIDACIÓN Y RESULTADOS 71 8.1 VALIDACIÓN DE COMPONENTES FISCHERTECHNIK 71 8.2 VALIDACIÓN DEL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE 72 8.3 VALIDACIÓN DEL SISTEMA INTEGRADO 73 8.4 VALIDACIÓN DE GUÍAS DE LABORATORIO 77 8.5 CONCLUSIONES DE LA VALIDACIÓN 78 CONCLUSIONES 80 RECOMENDACIONES 81 BIBLIOGRAFIA 82 ANEXOS 86spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/32705
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.publisher.programidIMK-1789; IMK239
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