Acerca del proyecto
Descripción general:
La trilladora modular adaptativa es una máquina de pequeña escala diseñada para procesar diferentes granos andinos y cereales, como quinua, kiwicha, trigo, cebada y haba seca. El sistema integra cartuchos de trilla intercambiables, sensores de humedad y carga, visión artificial y una arquitectura de control compuesta por un ESP32 maestro y un PLC esclavo.
Los cartuchos intercambiables permiten modificar la geometría y el mecanismo de trilla de acuerdo con las características del cultivo. Dependiendo del grano procesado, pueden incorporar dedos flexibles, paletas, cepillos, barras de impacto suave, superficies ranuradas o elementos de fricción.
Antes de iniciar la operación, el sistema realiza una calibración con una pequeña muestra. Los sensores determinan las condiciones del material y la cámara inspecciona el resultado para identificar grano limpio, grano partido, impurezas y material parcialmente trillado.
Funcionamiento principal:
El operador selecciona el cartucho de trilla correspondiente al cultivo.
El grano ingresa a través de la tolva de alimentación.
El sistema realiza una medición inicial de humedad.
Los sensores de corriente, carga o torque evalúan la exigencia mecánica del proceso.
El ESP32 maestro determina los parámetros iniciales de operación.
El PLC controla el motor de trilla, ventilador, alimentador, sistema vibratorio y compuertas.
El cartucho desprende el grano mediante fricción, cepillado o impacto controlado.
Una criba vibratoria de doble nivel realiza la separación del material.
El ventilador retira paja, polvo, cascarilla e impurezas livianas.
Una cámara con iluminación controlada inspecciona el material procesado.
El sistema identifica grano limpio, impurezas y material parcialmente trillado.
Si se detecta daño en el grano o sobrecarga, se ajustan automáticamente la velocidad, alimentación o separación.
Si existe material no trillado recuperable, una compuerta lo dirige al sistema de recirculación.
El material recuperable retorna nuevamente al módulo de trilla.
El grano limpio se deposita finalmente en su recipiente correspondiente.
Los datos de operación pueden registrarse para análisis, trazabilidad básica y mejora de parámetros.
Componentes principales:
Tolva de alimentación con compuerta de dosificación.
Cartuchos intercambiables de trilla.
Sistema de acople rápido para cambio de cartucho.
Motor eléctrico con control de velocidad.
Sensor de humedad.
Sensor de torque, corriente o carga.
Sensores de presencia o flujo.
Criba vibratoria de doble nivel.
Ventilador o aspirador regulable.
Cámara con iluminación controlada.
Sistema de visión artificial.
Controlador ESP32 con lógica adaptativa.
PLC para accionamientos industriales.
Compuertas accionadas mediante servomotor o actuador lineal.
Tornillo sinfín, banda inclinada o elevador para recirculación.
Depósitos diferenciados para grano limpio, residuos y material de retorno.
Problema que resuelve
El proyecto busca mejorar la trilla de granos andinos y cereales en pequeña y mediana escala, especialmente cuando se procesan cultivos con diferentes tamaños, niveles de humedad, fragilidad y características de desprendimiento.
Las trilladoras convencionales suelen trabajar con parámetros fijos o requieren ajustes manuales cuando cambia el cultivo. Esto incrementa la dependencia de la experiencia del operador y puede generar pérdidas por grano partido, presencia de impurezas o material parcialmente trillado que termina siendo descartado.
La trilladora propuesta permite adaptar automáticamente las condiciones de operación y evaluar el material procesado antes de decidir si debe ser aceptado, descartado o recirculado.
Innovación y beneficios:
La principal innovación del proyecto es combinar cartuchos de trilla intercambiables, calibración multisensorial, visión artificial, control adaptativo y recirculación selectiva dentro de una misma máquina compacta.
El sistema no recircula todo el material de manera general. La cámara evalúa la fracción gruesa y determina si todavía existe grano adherido o recuperable. Solo esta fracción retorna al módulo de trilla, ayudando a reducir pérdidas y evitando someter innecesariamente el grano limpio a nuevos ciclos.
La arquitectura ESP32 maestro - PLC esclavo permite combinar capacidad de procesamiento, sensores, visión artificial e IoT con la robustez necesaria para controlar motores y accionamientos industriales.
El proyecto puede beneficiar a pequeños y medianos productores, asociaciones agrarias, comunidades campesinas, laboratorios universitarios y emprendimientos agroindustriales, contribuyendo al procesamiento local de quinua, kiwicha, trigo, cebada y otros cereales y favoreciendo una mayor calidad comercial del producto.
