La plataforma es la base de una máquina de reciclaje de cápsulas que realiza la clasificación automática de residuos sin intervención del operador.
El sistema utiliza una arquitectura dual ARM + x86, diseñada para separar las funciones de control en tiempo real de la máquina de las tareas de procesamiento intensivo asociadas a la visión artificial.
El subsistema ARM con sistema operativo MQX gestiona los periféricos, sensores, actuadores, elementos mecánicos, medios de pago MDB e impresora térmica. Paralelamente, una plataforma x86 con sistema operativo Linux ejecuta los algoritmos de adquisición, procesamiento y reconocimiento de imágenes encargados de identificar cada cápsula.
Una vez determinada su tipología, el sistema ARM controla las trampillas de clasificación para dirigir automáticamente la cápsula hacia uno de los dos compartimentos disponibles.
La plataforma incorpora además comunicaciones Ethernet y 4G, permitiendo conectar la máquina con sistemas de supervisión remota, telemetría y gestión centralizada.
Arquitectura dual ARM + x86
La electrónica está basada en una arquitectura heterogénea que combina dos plataformas de procesamiento especializadas.
El subsistema ARM + MQX está dedicado al control de la máquina y proporciona el comportamiento determinista necesario para gestionar sensores, actuadores, mecanismos y periféricos.
El subsistema x86 + Linux proporciona la capacidad de procesamiento necesaria para ejecutar los algoritmos de visión artificial y reconocimiento de cápsulas.
La separación funcional puede resumirse como:
- ARM + MQX
- Control de máquina, sensores, actuadores, pagos y periféricos
- x86 + Linux
- Visión artificial, procesamiento de imágenes y reconocimiento
Esta arquitectura evita que la carga computacional asociada al procesamiento de imágenes interfiera con las funciones de control electromecánico de la máquina.
Reconocimiento mediante visión artificial
El núcleo de clasificación utiliza un sistema de visión artificial para identificar automáticamente el tipo de cápsula introducida.
Cuando un conjunto de capsulas entran en la máquina, el sistema realiza la adquisición de su imagen en la zona de inspección.
La imagen es transferida al subsistema x86, donde se ejecutan los algoritmos necesarios para analizar sus características visuales y determinar la categoría correspondiente.
El resultado de la clasificación se comunica posteriormente al controlador ARM, encargado de ejecutar físicamente la secuencia de clasificación.
El proceso completo puede representarse como:
- Introducción
- Captura de imagen
- Procesamiento x86/Linux
- Reconocimiento
- Comunicación con ARM
- Activación de trampilla
- Clasificación
Plataforma x86 con Linux para visión artificial
Las funciones de procesamiento de imagen se ejecutan sobre una plataforma x86 con sistema operativo Linux.
Esta arquitectura proporciona un entorno flexible y con capacidad de procesamiento suficiente para implementar algoritmos avanzados de Machine Vision, análisis de imágenes y reconocimiento automático de objetos.
Linux facilita además la integración de cámaras, librerías de procesamiento de imagen, servicios de comunicaciones, herramientas de diagnóstico y aplicaciones específicas para el sistema de clasificación.
La separación entre la plataforma de visión y el controlador de la máquina permite evolucionar los algoritmos de reconocimiento sin modificar las funciones de control de bajo nivel.
Esta característica facilita incorporar nuevos tipos de cápsulas, mejorar los algoritmos existentes o implementar en el futuro técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje automático.
Control de máquina mediante ARM y MQX
El subsistema ARM con MQX constituye el controlador de los elementos físicos de la máquina.
El procesador gestiona los sensores, actuadores, mecanismos de clasificación, comunicaciones con periféricos, medios de pago y resto de dispositivos auxiliares.
MQX permite organizar las diferentes funciones mediante tareas independientes y proporciona un entorno adecuado para ejecutar procesos que necesitan tiempos de respuesta controlados.
De esta forma, las operaciones mecánicas permanecen desacopladas de las tareas de procesamiento intensivo realizadas por el sistema x86.
Clasificación automática en dos compartimentos
Una vez identificado el tipo de cápsula, el controlador ARM determina el compartimento al que debe dirigirse.
La máquina incorpora un sistema de trampillas accionadas electrónicamente que permite seleccionar automáticamente uno de los dos destinos disponibles.
El ARM controla la secuencia mecánica correspondiente y coordina los sensores y actuadores necesarios para completar la operación.
Este mecanismo permite realizar una separación automática de los residuos en función del resultado obtenido mediante visión artificial.
Control de sensores y actuadores
El subsistema ARM gestiona los diferentes elementos electromecánicos de la máquina.
Los sensores permiten conocer el estado de los mecanismos y detectar la presencia o posición de las cápsulas durante las diferentes etapas del proceso.
Los actuadores controlan las trampillas y demás mecanismos necesarios para transportar o clasificar el residuo.
La utilización de realimentación mediante sensores permite verificar la correcta ejecución de las diferentes fases y desarrollar funciones de diagnóstico ante posibles incidencias.
Impresora térmica de tickets
El controlador ARM gestiona además una impresora térmica, permitiendo generar comprobantes asociados a las operaciones realizadas.
El ticket puede incluir información relacionada con la operación de reciclaje o utilizarse como soporte para promociones, códigos, descuentos o sistemas de recompensa.
Esta funcionalidad amplía las posibilidades de utilización de la máquina en programas de reciclaje incentivado y fidelización.
Comunicaciones Ethernet
La plataforma dispone de conectividad Ethernet, permitiendo integrar la máquina dentro de redes locales y conectarla con servidores o plataformas de gestión.
Ethernet puede utilizarse para transmitir información operativa, estadísticas, estados de funcionamiento y datos de diagnóstico.
También facilita las operaciones de mantenimiento y configuración cuando la máquina se encuentra instalada dentro de una infraestructura de red.
Conectividad móvil 4G
La incorporación de comunicaciones 4G permite desplegar la máquina en ubicaciones donde no existe una conexión Ethernet disponible.
La conectividad móvil proporciona acceso a servicios remotos y permite integrar equipos distribuidos geográficamente dentro de una misma plataforma centralizada.
Esto resulta especialmente interesante cuando se despliega una red de máquinas de reciclaje en centros comerciales, supermercados, estaciones u otros espacios públicos.
Telemetría y monitorización remota
La conectividad Ethernet y 4G permite implementar funciones de telemetría y supervisión remota.
La máquina puede proporcionar información relacionada con su funcionamiento, como número de operaciones realizadas, cápsulas procesadas, categorías identificadas, estados de los mecanismos, alarmas e incidencias.
Esta información puede centralizarse en una plataforma de gestión para facilitar la explotación y mantenimiento de una red de equipos.
Estadísticas de reciclaje
Al realizar una identificación individual de las cápsulas, el sistema puede generar información detallada sobre los residuos procesados.
Es posible registrar datos como el número total de cápsulas recogidas, clasificación por tipología, operaciones realizadas y evolución temporal del uso de la máquina.
Estos datos proporcionan información útil para analizar campañas de reciclaje, dimensionar las operaciones de recogida y evaluar el comportamiento de diferentes ubicaciones.
Diagnóstico y mantenimiento
La arquitectura dual facilita la implementación de funciones avanzadas de diagnóstico.
El subsistema ARM puede supervisar los elementos mecánicos, sensores, actuadores, medios de pago e impresora, mientras que la plataforma x86 puede proporcionar información relacionada con las cámaras y el procesamiento de imágenes.
Esta separación permite distinguir entre incidencias asociadas al control electromecánico y problemas relacionados con el sistema de visión artificial.
Las comunicaciones Ethernet y 4G permiten además transmitir alarmas y estados hacia plataformas remotas de mantenimiento.
Arquitectura Edge
El procesamiento de visión artificial se realiza localmente sobre la plataforma x86 con Linux, permitiendo clasificar las cápsulas directamente en la máquina.
Esta arquitectura Edge Computing reduce la dependencia de servicios externos para realizar el proceso de reconocimiento y permite mantener localmente la lógica principal de clasificación.
La conectividad con servidores puede reservarse para funciones de telemetría, actualización, mantenimiento, estadísticas y gestión centralizada.
Economía circular y reciclaje inteligente
La combinación de visión artificial, clasificación automática y conectividad IoT permite transformar un punto convencional de recogida en un sistema inteligente capaz de identificar, separar y contabilizar los residuos.
La plataforma puede integrarse dentro de proyectos de economía circular, Smart Waste y Reverse Vending, proporcionando información sobre los materiales recogidos y automatizando su clasificación.
La posibilidad de incorporar medios de pago y una impresora térmica permite además desarrollar sistemas de reciclaje incentivado, asociando la devolución de cápsulas a recompensas o promociones.
Escalabilidad y evolución del sistema
La separación entre ARM y x86 facilita la evolución tecnológica de la plataforma.
Las funciones mecánicas y de control pueden mantenerse estables en el subsistema ARM mientras que los algoritmos de visión artificial pueden evolucionar independientemente sobre Linux.
Esto permite incorporar nuevas versiones de software, ampliar la base de cápsulas reconocidas o introducir algoritmos más avanzados sin necesidad de rediseñar completamente la electrónica de control.
Aplicaciones
El sistema está especialmente orientado a máquinas de reciclaje de cápsulas de café, Reverse Vending, puntos inteligentes de recogida, reciclaje incentivado y sistemas automáticos de clasificación de residuos.
La arquitectura también puede adaptarse a otras aplicaciones donde sea necesario combinar reconocimiento mediante visión artificial, clasificación electromecánica y conectividad remota.
Esto permite utilizar la misma filosofía tecnológica para desarrollar sistemas de clasificación automática de diferentes tipos de objetos o residuos.
Especificaciones técnicas
| Arquitectura | Dual ARM + x86 |
|---|---|
| Procesador de control | ARM |
| Sistema operativo ARM | MQX |
| Funciones ARM | Control de máquina, sensores, actuadores y periféricos |
| Plataforma de visión | x86 |
| Sistema operativo x86 | Linux |
| Funciones x86 | Visión artificial y procesamiento de imágenes |
| Identificación | Reconocimiento automático mediante imagen |
| Procesamiento de visión | Local / Edge |
| Clasificación | 2 compartimentos |
| Mecanismo de clasificación | Trampillas controladas electrónicamente |
| Control de sensores | ARM |
| Control de actuadores | ARM |
| Medios de pago | MDB |
| Función MDB | Master |
| Cashless | Integrable |
| Impresora | Térmica |
| Ethernet | Sí |
| Comunicaciones móviles | 4G |
| Telemetría | Sí |
| Monitorización remota | Sí |
| Aplicación | Reciclaje inteligente / Reverse Vending |
