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00:00:01,300 --> 00:00:06,419
Bienvenidos de nuevo a todos los asistentes al curso de investigación y método científico en el aula

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00:00:06,419 --> 00:00:11,080
y en concreto a la serie de vídeos dedicados a los proyectos de investigación de tecnología.

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00:00:11,500 --> 00:00:16,120
En esta ocasión presentamos un nuevo vídeo dedicado a los proyectos tecnológicos

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00:00:16,120 --> 00:00:19,679
y en concreto al proyecto titulado Papelera Inteligente Contantes.

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00:00:20,539 --> 00:00:28,620
Este proyecto tecnológico ha sido presentado en el V Premio Nacional de Ingeniería a la Investigación Tecnológica

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00:00:28,620 --> 00:00:36,000
organizado por la Unión de Asociaciones de Ingenieros Técnicos Industriales y Graduados en Ingeniería Industrial.

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00:00:36,659 --> 00:00:44,799
Este concurso busca como objetivo principal que los estudiantes tanto del segundo ciclo de ESO como de bachillerato

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00:00:44,799 --> 00:00:52,140
desarrollen un proyecto tecnológico como respuesta a una necesidad cercana, ya sea dentro o fuera del centro.

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00:00:52,140 --> 00:01:19,040
Bueno, pues la propuesta que nosotros hemos presentado es una propuesta basada en la utilización de un nuevo sensor, en este caso un lector de tarjetas RFID de radiofrecuencia y que consiste en nuestro proyecto en la realización de una modificación de una papelera de reciclaje para poder ser utilizada por cualquier usuario que disponga de una tarjeta y por lo tanto pueda ser identificado

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00:01:19,040 --> 00:01:29,459
y pueda utilizar esa papelera accionando la papelera, abriendo la papelera, utilizando una tarjeta de radiofrecuencia.

11
00:01:29,640 --> 00:01:41,379
De esta manera, si la tarjeta es válida, la papelera se pone en funcionamiento, abre el soporte para poder, la tapa para poder depositar el objeto a reciclar

12
00:01:41,379 --> 00:01:50,620
y además realiza un sorteo de unos códigos que pueden ser premiados para poder canjear en la cafetería del centro.

13
00:01:51,219 --> 00:01:58,560
De esta forma se fomenta el uso de las papeleras de reciclaje y además se consigue que el estudiante pueda obtener un premio canjeable

14
00:01:58,560 --> 00:02:02,019
en la cafetería del centro, una pieza de fruta, un zumo, etc.

15
00:02:02,599 --> 00:02:08,280
Y evidentemente cuantas más veces utilice la papelera, más opciones tiene de conseguir algún premio.

16
00:02:08,280 --> 00:02:18,340
No en todas las ocasiones, obviamente, el premio puede ser conseguido, pero evidentemente cuantas más veces la utilices, pues más posibilidades tendrás de obtener ese premio.

17
00:02:18,860 --> 00:02:23,099
Entonces, como digo, el objetivo fundamental de este proyecto era la modificación de una papelera.

18
00:02:23,280 --> 00:02:35,099
Para ello utilizamos una papelera facilitada por la empresa Ecoembes, que tiene un programa que permite la utilización de estas papeleras en determinados centros educativos.

19
00:02:35,099 --> 00:02:46,419
y el equipo de trabajo de estudiantes lo que hizo fue modificar la tapa, bueno, sustituir la tapa de esta papelera

20
00:02:46,419 --> 00:02:53,280
e incorporar un sistema programable, en este caso con una tarjeta Arduino, con un lector de tarjetas RFDI

21
00:02:53,280 --> 00:03:00,080
y un dispositivo, un servomotor para abrir la tapa de la papelera

22
00:03:00,080 --> 00:03:08,039
una pantalla LCD para indicar al usuario las diferentes fases por las que va atravesando para utilizar la papelera

23
00:03:08,039 --> 00:03:15,680
y finalmente un altavoz piezoeléctrico para ir señalizando las diferentes fases de su uso.

24
00:03:17,039 --> 00:03:23,680
En primer lugar habría que detallar cómo funciona un lector de tarjetas RFDI.

25
00:03:23,680 --> 00:03:29,599
Hay que decir que en concreto este lector de tarjetas, este que vemos aquí, es el modelo RC522

26
00:03:29,599 --> 00:03:38,780
y es un modelo muy utilizado porque es fácilmente programable con una tarjeta Arduino mediante una conexión SPI.

27
00:03:39,099 --> 00:03:49,719
Como recordamos, la conexión SPI requiere de varios cables, no solamente de dos cables como pasaba con la comunicación I2C.

28
00:03:50,259 --> 00:03:58,139
En este caso, la comunicación SPI requiere de todos estos cables que vemos aquí conectados

29
00:03:58,139 --> 00:04:04,020
y en concreto de las siguientes conexiones.

30
00:04:04,240 --> 00:04:09,520
La primera conexión, la conexión SS o CS, es la conexión para seleccionar, en este caso,

31
00:04:09,639 --> 00:04:12,139
el dispositivo o el periférico con el que vamos a comunicarnos.

32
00:04:12,879 --> 00:04:18,000
SS vendría de Select Slave, es decir, la selección de esclavo,

33
00:04:18,519 --> 00:04:26,079
y después tendríamos el ping de reloj necesario para la transmisión serie de los datos.

34
00:04:26,079 --> 00:04:39,079
Y luego estos dos conexiones, si recordamos, eran las conexiones MOSI y MISO, que son las conexiones de Master Output Slave Input y Master Input Slave Output.

35
00:04:39,980 --> 00:04:46,819
Esto es, evidentemente, para realizar la comunicación direccional del emisor al receptor y viceversa.

36
00:04:46,819 --> 00:04:53,600
el pin IRQ de interrupción, este lo podemos deshabilitar, no es necesario utilizarlo

37
00:04:53,600 --> 00:05:00,199
y por supuesto las correspondientes alimentaciones GND y VCC del propio lector de tarjetas RFDI

38
00:05:00,199 --> 00:05:06,639
adicionalmente también tenemos el pin reset para poder resetear el dispositivo

39
00:05:06,639 --> 00:05:12,660
bien, el control es muy sencillo, si observamos en este caso esta conexión que vemos que es muy sencilla

40
00:05:12,660 --> 00:05:23,079
recordamos que en la tarjeta Arduino las conexiones por comunicación SPI requieren la utilización de estos pines

41
00:05:23,079 --> 00:05:31,920
que vemos aquí a partir del 9, 10, 11, 12 son las comunicaciones que se emplean habitualmente

42
00:05:31,920 --> 00:05:40,660
y como vemos en el bloque inicial para configurar la comunicación con el lector de tarjetas RFDI

43
00:05:40,660 --> 00:05:56,500
Lo que es lo único que tenemos que seleccionar, porque el resto de comunicaciones de pines MOS y MISO son obvios, pero tenemos que comunicar e identificar en este bloque el pin SS o el pin CS, chip select, es el mismo.

44
00:05:56,500 --> 00:06:01,819
en este caso lo hemos configurado en el pin 10 y el pin de reset que en este caso está configurado en el pin 9

45
00:06:01,819 --> 00:06:06,620
de manera que luego el resto, el 11, 12 y 13 son el resto de las comunicaciones que nos faltan

46
00:06:06,620 --> 00:06:12,860
al margen por supuesto de la alimentación y como hemos dicho del pin de reset que en este caso está en el 9

47
00:06:12,860 --> 00:06:14,759
bien, ¿cómo funciona este dispositivo?

48
00:06:14,759 --> 00:06:17,639
pues una vez que hemos configurado solamente estos dos pines

49
00:06:17,639 --> 00:06:21,500
porque el resto, insisto, tienen que ser obligatoriamente en estos pines de comunicaciones

50
00:06:21,500 --> 00:06:24,459
porque Arduino se comunica por SPI a través de estos pines

51
00:06:24,459 --> 00:06:38,259
Los únicos bloques que utiliza Arduino BLOCK para poder utilizar el lector de tarjetas RFDI es, en este caso, el bloque de identificación de una tarjeta que se ha acercado al lector.

52
00:06:38,259 --> 00:06:45,660
recordamos que las tarjetas RFDI son en realidad antenas que se activan al

53
00:06:45,660 --> 00:06:51,379
acercar a este lector y entonces esta misma señal de radiofrecuencia activa

54
00:06:51,379 --> 00:06:54,879
también la tarjeta que incluye un chip en el que podemos leer en este caso el

55
00:06:54,879 --> 00:06:58,240
código identificativo de esa tarjeta pues una vez que este bloque ha

56
00:06:58,240 --> 00:07:03,459
identificado la presencia de una tarjeta podemos leer su valor y al leer su valor

57
00:07:03,459 --> 00:07:08,480
y en este caso el bloque es expulsar, ya podemos tener la tarjeta identificada

58
00:07:08,480 --> 00:07:12,879
y en este caso este simple bloque lo que hace es enviarlo por el puerto serie para poder identificarlo.

59
00:07:13,360 --> 00:07:19,980
Es decir, que este pequeño programita en realidad nos sirve para identificar el código de una tarjeta RFDI

60
00:07:19,980 --> 00:07:21,560
que acerquemos a nuestro lector.

61
00:07:22,339 --> 00:07:27,220
Bien, teniendo claro entonces que el dispositivo que va a permitir utilizar la papelera

62
00:07:27,220 --> 00:07:31,939
va a ser el lector de tarjetas RFDI, pues vamos un poco a detallar,

63
00:07:31,939 --> 00:07:40,480
En este caso, las características de nuestras conexiones y de los elementos que conecta nuestra papelera.

64
00:07:40,800 --> 00:07:47,759
En primer lugar, como hemos dicho, tenemos la tarjeta Arduino, la conexión que ya hemos visto anteriormente de la tarjeta RFDI

65
00:07:47,759 --> 00:07:55,660
y para realizar nuestro montaje de la tapa, la modificación de la tapa que sustituiría a la tapa original,

66
00:07:55,660 --> 00:08:03,100
incluimos una pantalla LCD, en este caso comunicación I2C, un servomotor que es el que nos va a abrir la compuerta

67
00:08:03,100 --> 00:08:12,519
para poder depositar nuestra base de reciclaje y finalmente un altavoz piezoeléctrico para poder avisar de forma acústica

68
00:08:12,519 --> 00:08:16,240
en este caso el proceso de apertura y de cierre de la tapa.

69
00:08:16,240 --> 00:08:22,139
el proceso en sí de utilización de la papelera

70
00:08:22,139 --> 00:08:25,079
como vemos es primero una fase de lectura de la tarjeta

71
00:08:25,079 --> 00:08:26,759
para identificar si es correcto o no

72
00:08:26,759 --> 00:08:29,319
después se procede a la apertura de la papelera

73
00:08:29,319 --> 00:08:33,519
y finalmente se genera un código aleatorio

74
00:08:33,519 --> 00:08:35,279
que puede ser un código premiado

75
00:08:35,279 --> 00:08:37,419
esto serían las tres fases de nuestro proyecto

76
00:08:37,419 --> 00:08:41,240
que veremos después en el vídeo publicitario del proyecto

77
00:08:42,240 --> 00:08:50,659
Bueno, pues vamos a analizar entonces el funcionamiento de este algoritmo que nos va a permitir realizar toda esta secuencia que hemos comentado.

78
00:08:51,200 --> 00:09:01,740
Bien, pues vamos a analizar en este caso el programa informático y qué mejor que un flujograma para un poco ver las diferentes fases por las que va pasando el programa.

79
00:09:01,919 --> 00:09:07,679
Después analizaremos ya en concreto, en este caso, con lenguaje Arduino Blocks, cada una de las funciones y el programa principal.

80
00:09:07,679 --> 00:09:12,059
y como vemos aquí pues tendríamos aquí una papelera esta sin modificar en este caso es

81
00:09:12,059 --> 00:09:17,340
para cartón y para papel y demás y esta papelera que es la que está modificada en la que incluimos

82
00:09:17,340 --> 00:09:23,159
una tapa nueva fabricada en madera con una compuerta que se va a abrir y cerrar ahora

83
00:09:23,159 --> 00:09:28,679
veremos los vídeos que se elaboraron para el proyecto y como digo la pantalla lcd por la

84
00:09:28,679 --> 00:09:33,840
que se va a ir señalizando las fases de funcionamiento de la papelera el lector

85
00:09:33,840 --> 00:09:37,919
como no, de tarjetas RFDI y un pequeño

86
00:09:37,919 --> 00:09:41,039
altavoz piezoeléctrico para señalar el tratamiento del proceso

87
00:09:41,039 --> 00:09:45,440
bueno, vamos entonces con el algoritmo principal, en este caso

88
00:09:45,440 --> 00:09:48,159
lo que vemos es que se trata de

89
00:09:48,159 --> 00:09:53,139
nada más encender el dispositivo

90
00:09:53,139 --> 00:09:57,500
pues aparece en este caso un mensaje en la

91
00:09:57,500 --> 00:10:01,519
pantalla LCD, que en este caso es para leer a contarles, consigue

92
00:10:01,519 --> 00:10:06,200
premios y automáticamente ya empieza el programa propiamente dicho. El programa

93
00:10:06,200 --> 00:10:12,379
propiamente dicho es la lectura constante de cualquier tarjeta que se

94
00:10:12,379 --> 00:10:18,220
acerque al lector de tarjetas RFID. Si no se detecta

95
00:10:18,220 --> 00:10:22,419
tarjeta automáticamente el programa continúa leyendo la tarjeta hasta que

96
00:10:22,419 --> 00:10:27,320
finalmente existe una tarjeta. Si esa tarjeta que se ha acercado al

97
00:10:27,320 --> 00:10:33,259
lector de tarjetas no es válida se indica además con un mensaje en la

98
00:10:33,259 --> 00:10:36,740
pantalla LCD que esa tarjeta no es válida y volvemos otra vez al principio pero si

99
00:10:36,740 --> 00:10:39,799
la tarjeta es válida entonces ya empezamos todo el proceso de funcionamiento de la

100
00:10:39,799 --> 00:10:44,700
papelera que en este caso es indicar por la pantalla LCD que deposite el envase

101
00:10:44,700 --> 00:10:51,080
después se activa el motor que permite abrir la compuerta y además se avisa

102
00:10:51,080 --> 00:10:58,480
con un zumbido constante e intermitente que la compuerta está abierta

103
00:10:58,480 --> 00:11:02,779
y por lo tanto hay que depositar el correspondiente envase

104
00:11:02,779 --> 00:11:07,759
y finalmente una vez que se ha cerrado ya la tapa del motor

105
00:11:07,759 --> 00:11:13,080
se indica una frase de agradecimiento y se genera el código

106
00:11:13,080 --> 00:11:16,019
este código en realidad es un número aleatorio entre 1 y 100

107
00:11:16,019 --> 00:11:22,799
y establecemos en este caso el parámetro para el cual vamos a premiar los códigos.

108
00:11:22,980 --> 00:11:25,799
¿Que el número que aparece es menor de 25?

109
00:11:25,960 --> 00:11:32,159
Pues en este caso tenemos una cuarta o 25% de posibilidades de que el premio sea seguro.

110
00:11:32,299 --> 00:11:34,500
Entonces en este caso indicamos que el código ha sido premiado

111
00:11:34,500 --> 00:11:39,360
y elegimos de una lista almacenada de premios el primer elemento de la lista.

112
00:11:40,139 --> 00:11:44,500
Luego eliminamos ese elemento de la lista, mostramos el código seleccionado

113
00:11:44,500 --> 00:11:52,000
y le indicamos al usuario que anote ese código para, como digo, volver otra vez a la posición inicial.

114
00:11:52,480 --> 00:11:57,019
Si el número aleatorio entre 1 y 100 es mayor, en este caso de 25,

115
00:11:57,440 --> 00:12:04,700
pues el código no es premiado y nos indica directamente al usuario que se agradece su participación,

116
00:12:04,840 --> 00:12:07,840
pero no hay ningún código premiado.

117
00:12:08,000 --> 00:12:13,480
Obviamente este número de 25 puede ser perfectamente modificable para facilitar o no los premios.

118
00:12:13,480 --> 00:12:25,559
De hecho, en el programa, como vemos, el código premiado en este caso tiene que ser un valor mayor de 50 porque hemos preferido facilitar la obtención de premios utilizando la papelera.

119
00:12:25,559 --> 00:12:42,059
Bueno, pues vamos entonces a ver ahora el programa. El programa, como digo, inicialmente en el bloque inicializar preparamos todos los elementos que vamos a utilizar. En primer lugar, el servomotor lo colocamos en su posición correcta de cierre de la abertura de la papelera.

120
00:12:42,059 --> 00:12:50,840
después activamos en este caso, mejor dicho, inicializamos por el CPI el lector de tarjetas que tenemos

121
00:12:50,840 --> 00:12:57,679
después también inicializamos en este caso la pantalla LCD e indicamos además un mensaje

122
00:12:57,679 --> 00:13:03,080
en este caso papelera sin contacto, papelera inteligente, consigue premios

123
00:13:03,080 --> 00:13:09,039
y después, bueno, pues aquí en este caso inicializamos dos funciones, la función inicio, la función lista de códigos

124
00:13:09,039 --> 00:13:16,340
que ahora vamos a ver, y establecemos el contador que veremos para qué sirve a 0.

125
00:13:16,879 --> 00:13:20,600
Decir en primer lugar que las tarjetas que vayan a ser válidas tenemos que leerlas previamente

126
00:13:20,600 --> 00:13:23,740
con este pequeño programa que hemos visto anteriormente, y simplemente lo que hacemos

127
00:13:23,740 --> 00:13:28,220
es leer el valor de identificación almacenado en la tarjeta y guardarlo.

128
00:13:28,539 --> 00:13:32,899
En este caso el programa es para una única tarjeta, en el que cuando identifiquemos ese código

129
00:13:32,899 --> 00:13:38,039
lo almacenaremos en memoria, que en este caso en el bucle principal, que es este que está aquí,

130
00:13:39,039 --> 00:13:46,399
El código almacenado es este que vemos aquí, que previamente habremos leído en una tarjeta que vamos a dar como tarjeta válida para que el proceso funcione.

131
00:13:46,399 --> 00:13:59,840
De esta manera, esta tarjeta se identificará con un usuario o también puede ser en el propio centro educativo una misma tarjeta que pueda ser facilitada a los usuarios de la papelera para poder utilizarla de una manera eficiente.

132
00:13:59,840 --> 00:14:02,799
Bien, pues el buque principal

133
00:14:02,799 --> 00:14:04,440
una vez que ya hemos inicializado todo

134
00:14:04,440 --> 00:14:06,700
indicamos la propiedad de reciclaje

135
00:14:06,700 --> 00:14:08,679
y como siempre hemos dicho anteriormente

136
00:14:08,679 --> 00:14:10,600
estamos detectando si existe una tarjeta

137
00:14:10,600 --> 00:14:12,360
si la tarjeta es correcta

138
00:14:12,360 --> 00:14:14,440
entonces si la tarjeta se ha acercado

139
00:14:14,440 --> 00:14:16,960
leemos la identificación de la tarjeta

140
00:14:16,960 --> 00:14:18,740
y lo guardamos en la variable código

141
00:14:18,740 --> 00:14:21,480
esa variable código la comparamos

142
00:14:21,480 --> 00:14:23,899
con la numeración que hemos dicho

143
00:14:23,899 --> 00:14:24,659
que la tarjeta es correcta

144
00:14:24,659 --> 00:14:26,100
porque podría ser una tarjeta no válida

145
00:14:26,100 --> 00:14:27,720
y por lo tanto el dispositivo no funcionaría

146
00:14:27,720 --> 00:14:34,159
porque no tenemos autorización para utilizar la papelera, o mejor dicho, porque no tenemos identificado al usuario de esa papelera.

147
00:14:36,019 --> 00:14:42,440
Como digo, si la tarjeta es válida, entonces se indica por mensaje que la tarjeta es correcta y se le indica al usuario que deposite el envase.

148
00:14:43,059 --> 00:14:47,320
Y entonces aparecen las dos funciones que vemos aquí, deposita envase y código premiado.

149
00:14:47,720 --> 00:14:48,879
¿Qué es deposita envase?

150
00:14:48,879 --> 00:15:06,879
Bueno, pues el programa Deposita Envase, como veis aquí, en realidad es un programa para activar el piezo eléctrico con un tono que se repite en este caso 10 veces para que el tono durante este tiempo esté avisando al usuario de que tiene que depositar el envase.

151
00:15:06,879 --> 00:15:16,299
activamos en este caso el servomotor durante dos segundos para que permanezca abierto de manera que

152
00:15:16,299 --> 00:15:21,120
caerá el envase que hayamos depositado caerá en el interior de la papelera y finalmente colocamos

153
00:15:21,120 --> 00:15:26,080
de nuevo el servomotor en su posición y por lo tanto cerraremos la compuerta además de depositar

154
00:15:26,080 --> 00:15:34,779
el envase como vemos el programa ejecuta la función código premiado y aquí es digamos la

155
00:15:34,779 --> 00:15:39,399
parte más interesante donde vemos que la función código premiado en realidad lo

156
00:15:39,399 --> 00:15:45,500
que hace es como digo generar un número aleatorio entre 1 y 100 y en este caso

157
00:15:45,500 --> 00:15:49,539
establecemos un van a variable contador para que pueda realizarlo 25 veces que

158
00:15:49,539 --> 00:15:53,679
son los 25 premios que tenemos almacenados entonces como vemos aquí si

159
00:15:53,679 --> 00:16:01,000
el número aleatorio generado es menos de 50 pues en este

160
00:16:01,000 --> 00:16:08,740
caso lo que haremos será indicarle al usuario que el código ha sido premiado y de la lista que

161
00:16:08,740 --> 00:16:15,240
tenemos aquí almacenada de 25 premios elegimos el primero de ellos por eso el contador está

162
00:16:15,240 --> 00:16:21,879
inicialmente a cero no lo ponemos a 1 y elegimos el primer elemento de la lista de premios y eso

163
00:16:21,879 --> 00:16:27,379
aparece como vemos aquí en la fila 1 de la pantalla lcd junto con el mensaje en la parte

164
00:16:27,379 --> 00:16:32,100
arriba de código premia esto está durante cuatro segundos para que el usuario pueda anotar ese

165
00:16:32,100 --> 00:16:39,259
código o haga una foto directamente a la pantalla lcd y pueda después ese código que es cualquiera

166
00:16:39,259 --> 00:16:45,559
de estos 25 aunque están seleccionando evidentemente en orden en el orden que aparece

167
00:16:45,559 --> 00:16:53,879
aquí pues podrá después en la cafetería del centro y con ese código y poder canjear obviamente si el

168
00:16:53,879 --> 00:16:59,039
valores es mayor de 50 pues entonces en este caso no se le indica que mi premio y que otra vez será

169
00:16:59,039 --> 00:17:04,740
de acuerdo y luego al final pues limpiamos la pantalla lcd para luego empezar otra vez con el

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00:17:04,740 --> 00:17:09,339
programa principal como vemos en realidad el programa es muy sencillo porque en realidad es

171
00:17:09,339 --> 00:17:14,400
controlar en la compuerta de apertura y cierre y luego evidentemente un programa que te permite en

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00:17:14,400 --> 00:17:20,279
una lista seleccionar de manera ordenada cada uno de los códigos almacenados cuando se han agotado

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00:17:20,279 --> 00:17:26,519
los 25 códigos el contador indicará que es un valor mayor de 25 entonces en este caso ya en

174
00:17:26,519 --> 00:17:31,980
este caso pues no sé no sé no se indicará ningún ningún código y por lo tanto no aparecerán

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00:17:34,559 --> 00:17:43,700
y vemos aquí como decíamos una foto de cómo sería implementado el proyecto en este caso en el hall

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00:17:43,700 --> 00:17:49,119
del centro y como vemos aquí el dispositivo como visto antes en la fabricación de este dispositivo

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00:17:49,119 --> 00:17:52,180
se realizó nada más utilizando una impresión en 3d para en este caso la

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00:17:52,180 --> 00:17:57,920
carcasa de la pantalla lcd y aquí vemos cómo es con la parte interior en la

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00:17:57,920 --> 00:18:01,660
compuerta que es un servomotor al que se le ha acoplado esta compuerta que se

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00:18:01,660 --> 00:18:09,109
abre y se cierra de acuerdo bueno vamos entonces ahora a ver el vídeo en el que

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00:18:09,109 --> 00:18:12,650
describimos un poquito todo el proceso y todo el funcionamiento para dejar que

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00:18:12,650 --> 00:18:15,450
ahora un poquito en qué consiste el proyecto y cómo y cómo funciona