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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO INDUSTRIAL
ÁREA
NUEVOS PROYECTOS.
TEMA
“DISEÑO DE UN CONTROLADOR DE VELOCIDAD, HOMOLOGADO A LOS LIMITES DE VELOCIDAD DE
ECUADOR”
AUTOR
MOSQUERA PALACIOS VICTOR GABRIEL
DIRECTORA DEL TRABAJO
ING. IND. ANNABELLE SALLY LIZARZABURU MORA MSC.
2015
GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA
“La responsabilidad del contenido de este Trabajo de Titulación me
corresponde exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la
Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Guayaquil”
Mosquera Palacios Víctor Gabriel CC: 0924340706
iii
DEDICATORIA
“Una sonrisa fue tu carta de presentación en cada instante y el recuerdo
intangible cuando tenía tu amor y cariño”.
A la memoria de mi Abuelo.
VÍCTOR MOSQUERA MOLINA
iv
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento se dirige a quienes han forjado mi camino y me
han dirigido por el sendero correcto, a Dios, y mis padres que en todo
momento están conmigo.
A Mi tutora ING. IND. LIZARZABURU MORA ANNABELLE SALLY
por todo el cariño y paciencia que fue inagotable en todos los pasos de
este trabajo de titulación y al ING. IND. CÉSAR FREIRE por su amistad y
sus conocimientos en la asignatura de producción pilar fundamental en la
formación como Ingeniero Industrial.
A mis compañeros de la Facultad de Ingeniería Industrial, quienes
me brindaron su apoyo incondicional, a los “socios” y Nico, compañeros
de luchas en todos estos años.
Gracias Totales.
v
ÍNDICE GENERAL
N°
N°
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.7.1
1.7.2
1.8
1.9
1.10
1.10.1
1.11
N°
2.1
Descripción
PRÓLOGO
CAPÍTULO I
MARCO TEÓRICO
Descripción
Introducción
Formulación del Problema
Evaluación del Problema
Situación Conflicto
Causas y Consecuencias del Problema
Justificación e Importancia de la Investigación
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
Marco Referencial
Marco Conceptual
Marco Histórico Evidencias
Radares Fijos no disuaden a los Conductores a
Reducir la Velocidad en Manabí
Marco Legal
CAPÍTULO II
METODOLOGÍA
Descripción
Procedimientos de la Investigación
Pág.
1
Pág.
2
4
4
7
8
11
12
12
12
13
14
15
15
17
Pág.
22
vi
N°
2.2
2.3
2.4
N°
3.1
3.1.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
3.2.8
3.2.9
3.2.10
3.2.11
3.2.12
3.2.13
3.2.14
3.2.15
3.2.16
3.2.17
3.3
3.3.1
3.3.2
Descripción
Instrumentos de la Investigación
Marco Administrativo
Cronograma de Actividades
CAPÍTULO III
PROPUESTA
Descripción
Criterio para la Elaboración de La Propuesta
Proceso de Producción
Descripción, Procedimiento y Piezas de Ensamblaje
¿Qué es un Componente Electrónico?
Características de Componentes Electrónicos
¿Qué es Un PCB?
Fabricación Manual.
Proceso de Diseño de Placa.
Proceso de Impresión
Proceso Recorte
Proceso de Recorte de La Placa
Proceso de Limpiado de La Placa.
Proceso de Planchado
Proceso de Enfriamiento.
Proceso de Eliminado de Papel.
Proceso de Acabado de Placa.
Proceso de Secado.
Proceso de Marcado de Orificios
Proceso de Perforación de La Placa
Proceso de Limpieza Final de Impurezas
Componentes A Ensamblar En Placa PCB
El Microcontrolador
¿Cómo Definimos a un Microcontrolador?
Pág.
22
23
24
Pág.
25
27
27
27
27
29
29
30
31
31
32
33
34
34
35
36
36
37
38
38
39
40
41
vii
N°
3.3.3
3.3.4
3.3.5
3.3.5.1
3.3.5.2
3.3.6
3.3.7
3.3.7.1
3.3.7.2
3.3.7.3
3.3.8
3.3.8.1
3.3.8.2
3.3.9
3.3.10
3.3.11
3.3.12
3.3.13
3.3.14
3.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
3.7.2
Descripción
PIC 16F877A
Arquitectura Interna del PIC
Organización de Memoria
Memoria de Datos
Memoria de Programa
Ciclo de Máquina
Dip Swich: Definición, Características y Usos
Definición.
Características.
Usos.
Jumper: Definición y Características.
Definición.
Características
Diodo
Resistencia Fija de Carbón
Cristal de Quartzo de 4mhz
Potenciómetro
Display Tipo LCD de 20 por 4
Socket de 40 Pines, 20 Por Lado
Procedimiento y Análisis del Ensamblaje
Análisis Económico.
Costo de la Propuesta
Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones.
Recomendaciones
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ANEXOS
BIBLIOGRAFÍA
Pág.
42
44
46
46
47
48
49
49
49
49
50
50
50
50
51
52
52
53
54
55
59
59
60
60
61
62
64
86
viii
ÍNDICE DE TABLAS
N°
1
2
3
4
5
Descripción
Accidentes registrados por la CTE clasificados por
tipología
Comparativo de fallecidos en accidentes de tránsito
en la provincia del guayas
Comparativo de heridos en accidentes de tránsito en
la provincia del guayas
Características del PIC 16f877
Análisis de Presupuesto
Pág.
5
6
7
43
59
ix
ÍNDICE DE GRÁFICOS
N°
1
2
3
4
5
6
7
Descripción
Cronograma de actividades
Microcontrolador
Diagrama de arquitectura
Diagrama de arquitectura por bloques
Arquitectura interna PIC 16f877
Memoria de programa
Ciclo de máquina
Pág.
24
41
45
45
46
47
48
x
ÍNDICE DE IMAGEN
N°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Descripción
Diseño básico de microcode
Impresión de placa
Recorte de impresión
Placa virgen y diseño
Recorte de placa
Limpiado de placa
Planchado
Enfriamiento
Eliminado de papel
Acabado de placa
Secado y limpieza
Marcado de orificios
Perforación de placa
Limpieza de impurezas
DIP tipo deslizante
Jumper
Diodo
Resistencia de carbono
Cristal de quartzo
Potenciómetro
Display LCD
Socket de 40 x 20
Placa terminada
Placa terminada con su respectivo Display LCD
Carcasa del controlador de velocidad
Interior del prototipo
Pág.
30
31
32
32
33
33
34
35
35
36
37
37
38
39
49
50
51
51
52
53
54
55
56
56
57
57
xi
N°
27
28
29
Descripción
Funcionamiento del prototipo
Funcionamiento del prototipo 2
Prueba de encendido a puerto USB
Pág.
58
58
58
xii
ÍNDICE DE ANEXOS
N°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Descripción
Límites de velocidad
Contravenciones
Seguridad vial
Seguridad vial
Fabricación de placa
Declaraciones de microcode
Ensamblado
Funcionamiento vista superior componente electrónico
Práctica en taller
Microcontrolador
Simulación
Placa y display
Programación en microcode
Programación de microcode ingreso de datos
Simulador del controlador de velocidad
Inicio de simulación
Simulador alarmando exceso de velocidad
Radares solares
Radares fijos con cámaras controlan las vías
Sanciones y datos
Pág.
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
85
xiii
AUTOR: TEMA:
DIRECTOR:
MOSQUERA PALACIOS VÍCTOR GABRIEL DISEÑO DE UN CONTROLADOR DE VELOCIDAD HOMOLOGADO, A LOS LÍMITES DE VELOCIDAD DE ECUADOR. ING. IND. LIZARZABURU MORA ANNABELLE SALLY MSC.
RESUMEN
Diseñar y realizar la construcción de un prototipo de controlador de velocidad que nos ayuda en la prevención por medio de alarmas visuales y sonoras sobre los riesgos nefastos, a causa del exceso de velocidad. La construcción del prototipo se realiza bajo parámetros netamente prácticos con la ayuda de un programador, se realiza un análisis de la funcionalidad sobre la manera como se alertará al conductor en el instante de exceder los límites de velocidad, establecidos en la Ley Orgánica de Transporte Terrestre, Tránsito y Seguridad vial del Ecuador. La función del controlador de velocidad es dar al conductor la seguridad total y resguardo de no infringir los límites de velocidad al momento de conducir un vehículo, siendo esto un aliciente a respetar las normas de prevención en materia de seguridad vial, la mejor manera de evitar accidentes de tránsito y multas por exceso de velocidad es la prevención. PALABRAS CLAVES: Diseñar, Construcción, Alarmas, Riesgos,
Seguridad, Velocidad, Prevenir
Mosquera Palacios Víctor Gabriel Ing.Ind.Lizarzaburu Mora Annabelle, Msc CC: 0924340706 Directora del Trabajo
xiv
AUTHOR: SUBJECT: DIRECTOR:
MOSQUERA PALACIOS VÍCTOR GABRIEL APROVED SPEED CONTROLLER DESING, TO THE SPEED LIMITS IN ECUADOR. IND. ENG. LIZARZABURU MORA ANNABELLE SALLY MSC.
ABSTRACT
The aim of this paper is to provide the driver with driving safety by a speed controller prototype to help in the prevention of traffic accidents by using sound and visual alarms, the construction of the prototype will be performed under purely practical parameters with the help of a programmer, who analyzed the functionality of how to operate the controller by a software, hardware, and alert the driver at the time of exceeding speed limits; established in the Organic Law on Land Route Transport TRAFFIC AND ROAD SAFETY OF ECUADOR. The study of the components and parts to assemble the prototype is done on a detailed and timely manner of its operation. When programming this project an extract of the law specifically about the speed limits both light, heavy, and public transport, starting with this text microcode program through which all income text numbering is done taken time periods for the screen display, then physically expressed in a model that will be presented as final work. KEY WORDS: Functionality, Construction, Software, Hardware,
Alarm, Risks, Programming, Security, Speed, Prevent.
Mosquera Palacios Víctor Gabriel Ind Eng.Lizarzaburu Mora Annabelle, Msc CC: 0924340706 Director of Work
PRÓLOGO
El presente trabajo de titulación fue concebido por el
cuestionamiento de cómo prevenir los altos índice de accidentes de
tránsito por imprudencia del conductor, ideándose la construcción de un
dispositivo electrónico que nos permita realizar una simulación de distintos
rangos de velocidad con las alertas sonoras y visuales, con la finalidad de
prevenir el exceso de velocidad, este trabajo consta de tres capítulos los
cuales serán detallados a continuación.
En el primer capítulo trata sobre conceptos y referencias bases
para comprender el mundo de la electrónica, funcionamiento, historia y
demás ramas fundamentales para poder nutrirnos sobre lo que se
necesita aplicar en la construcción del controlador de velocidad además
basándonos con las leyes actuales de nuestro país en materia de
seguridad vial.
En el segundo capítulo del proyecto se utilizará la técnica de
observación, fuente primaria que es la recopilación de la información oral
o escrita por el investigador a través de relatos o escritos para poder
ejecutar todas las etapas que requiere dicho proyecto todo esto debe ser
efectuado de manera planificada y programada por medio de un
cronograma de actividades establecido.
En el tercer capítulo nos refiere exclusivamente a la descripción de
los componentes electrónicos que se van a utilizar y el ensamblaje de
piezas, describiendo de forma detallada su funcionamiento y
presentación estética, además de los costos que representó la realización
de dicho proyecto.
CAPÍTULO I
MARCO TEÓRICO
1.1. Introducción
Tema.
Diseño de un controlador de velocidad, homologado a los límites de
velocidad de Ecuador.
Problema
Debido al cambio estructural en el ámbito político de nuestro país,
se ha dado pie a la creación y reformas de un sin número de leyes. La
citada a continuación se trata de la nueva Ley Orgánica de Transporte
Terrestre, Tránsito y Seguridad Vial. Con el fin de precautelar las
estadísticas alarmantes de accidentes de tránsito por exceso de velocidad
e imprudencia al conducir.
En base a este problema no basta solo con tener la ley presente en
rótulos publicitarios en distintos medios sino crear en el usuario un sentido
común de responsabilidad al volante.
La prevención es la forma más eficiente de cumplir la ley ya sea
por la educación vial y demás ayudas tecnológicas el cual se formula la
pregunta ¿De qué forma ayudaría un controlador de velocidad asistido
en la conducción? El incumplimiento de las normativas de tránsito son
muy comunes en nuestra sociedad, debido a la mala educación que
muchas veces infundamos a nuestros hijos o simplemente lo hacemos
con naturalidad y formamos malos hábitos, tomando en cuenta estas
Marco Teórico 3
referencias, debemos hacer un análisis concreto de cómo llegar al usuario
y poder introducir dicha propuesta; de tal manera se logre crear una
costumbre y posteriormente un hábito del uso del dispositivo.
Este prototipo está diseñado para alertar al conductor el momento
exacto cuando sobrepasa los límites de velocidad establecidos por la Ley
Orgánica de Transporte Terrestre, Tránsito y Seguridad Vial,
proporcionando al conductor un instrumento de seguridad cuando se está
tras el volante, de esta forma podemos usar una herramienta tan eficaz
que se llama la prevención y reducir de manera sustancial los accidentes
de velocidad ocasionados principalmente por el exceso de velocidad el
cual este prototipo te alertará por medio de señales:
1. Sonoras (alarmas con frecuencia de duración)
2. visuales (luz led parpadeante y pantalla Lcd)
“La planificación es un proceso de análisis de la realidad y del
cálculo de las probables evaluaciones de esta realidad, cuyo criterio de
“éxito” esta dado por el cumplimiento de los objetivos buscados; en
función de las directrices de desarrollo establecidas.”
“La planificación es un proceso político que involucra a la sociedad
en su conjunto y que conforma una planificación global nacional; y es a la
vez, un proceso social, en que todo actor planifica dentro de una dinámica
de dialogo y participación por parte del compromiso de atender a los
sectores más necesitados de la sociedad.”
De manera que hay que agudizar los sentidos, y convertirse en un
acuciante indagador de las necesidades del medio circundante a fin de
seleccionar aquel problema que pueda constituir un novedoso proyecto de
investigación.
(http://clubensayos.com/Ciencia/Investigacion/1780758.html)
Marco Teórico 4
Teniendo claro que la mejor manera de saber las causas de todo
problema es teniendo contacto con la realidad de tal modo debemos
saber cómo piensa un conductor infractor, saber el motivo al que lo lleva a
cometer un error, saber en realidad porque un conductor común y
corriente incurre en la infracción.
1.2. Formulación del Problema
La facilidades que existía al momento de solicitar una licencia o en
su defecto renovarla, era tan fácil que en cuestión de horas se obtenía
dicho documento que te acreditaba como conductor calificado, sin pasar
por protocolos ni pruebas, teniendo un grave problema la sociedad a no
tomar conciencia que el único perjudicado somos todos, muchas de estas
situaciones lamentables dan como consecuencia los fatales accidentes de
tránsito, por emitir licencia a personas no capacitadas o permisos a
transportes en mal estado y sobre todo la imprudencia de los peatones y
conductores al volante.
Con la nueva ley de tránsito y el endurecimiento de multas, se
fomenta un respeto de la ley, supeditando los procedimientos da como
consecuencia la regulación de cualquier foco de corrupción, llegado a
este punto podemos hablar de nuevos conductores calificados. En este
nivel podemos incluir la propuesta del controlador de velocidad, con la
finalidad de ayudar en la conducción y así lograr la disminución de
estadísticas alarmantes de accidentes de tránsito.
1.3. Evaluación del Problema
Con la nueva ley en vigencia y el controlador de velocidad asistido
en la conducción (propuesta a realizar) se pretende bajar drásticamente
los índices abrumadores, en donde podemos comprobar que antes de la
ley los resultados son negativos a cualquier plan ejecutado como de
prevención.
Marco Teórico 5
Ubicación del Problema en Contexto
Al infringir la ley estamos atentando con nuestras vidas muy
indistintamente de la gravedad de la infracción. Recordemos que la ley es
para proteger la integridad del conductor y peatón con las distintas
normas establecidas, pero la tónica del problema es la falta de
concientización por el respeto a la vida, recordemos que “un vehículo en
movimiento es una arma en las manos equivocadas” por lo tanto la
prevención es el paso a seguir. En los próximos cuadros estadísticos nos
daremos cuentas las cifras alarmantes que existen en la provincia del
Guayas y sobre todo la clase de accidente más frecuente, en la tabla # 1,
se presentan los datos de accidentes de la CTE por tipología, además en
la tabla # 2, se presenta los datos de comparativo de fallecidos en
accidentes de tránsito en la provincia del Guayas, en la tabla # 3, se
presenta los datos de comparativo de heridos en accidentes de tránsito en
la provincia del Guayas.
TABLA Nº 1
ACCIDENTES REGISTRADOS POR LA CTE CLASIFICADOS POR
TIPOLOGÍA
Provincia del Guayas año 2013
Causas Enero Febrero Marzo Abril
Volcamiento 16 15 14 15
Rozamiento 14 14 3 21
Roce positivo 10 5 10 12
Roce negativo 55 57 42 70
Perdida de carril 50 56 51 58
Estrellamiento 106 91 95 74
Colisión 24 24 15 23
Choque por alcance 97 104 127 130
Choque lateral perpendicular 144 142 150 137
Choque frontal angular 82 81 92 104
Marco Teórico 6
Fuente: (CTE.) Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
TABLA Nº 2
COMPARATIVO DE FALLECIDOS EN ACCIDENTES DE TRÁNSITO
EN LA PROVINCIA DEL GUAYAS
Fuente: (CTE.) Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Choque frontal longitudinal 8 7 5 4
Choque frontal excéntrico 13 14 10 14
Caída de pasajero 18 16 13 25
Atropello 107 127 141 135
Accidente atípico 9 8 12 18
Arrollamiento 3 1 3 6
AÑOS 2010, 2011, 2012
MESES AÑOS
2010 2011 2012
Enero 53 35 57
Febrero 37 34 39
Marzo 49 33 49
Abril 54 55 43
Mayo 55 39 34
Junio 42 39 46
Julio 46 42 55
Agosto 54 51 47
Septiembre 83 48 34
Octubre 55 37 39
Noviembre 50 54 36
Diciembre 52 53 51
Total 630 520 530
Marco Teórico 7
TABLA Nº 3
COMPARATIVO DE HERIDOS EN ACCIDENTES DE TRÁNSITO EN LA
PROVINCIA DEL GUAYAS
Fuente: (CTE.).
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
1.4. Situación Conflicto
Con lo mostrado en las tablas anteriores es más que suficiente la
urgencia de medidas correctivas, en la concientización y educación del
usuario. Una de las formas para contrarrestar la problemática que muestra
AÑOS 2010, 2011, 2012
MESES AÑOS
2010 2011 2012
Enero 299 441 469
Febrero 444 437 453
Marzo 505 506 448
Abril 489 486 482
Mayo 563 479 538
Junio 509 476 474
Julio 534 512 565
Agosto 501 512 450
Septiembre 496 388 462
Octubre 516 456 482
Noviembre 564 467 571
Diciembre 650 578 695
TOTAL 6070 5738 6089
Marco Teórico 8
las estadísticas es el manejo defensivo. Buen conductor es aquel que
conduce para sí y para los demás, conducir defensivamente es planear
las acciones personales con anticipación, evitando accidentes y
contrarrestando el pésimo comportamiento de otros conductores y las
condiciones adversas. “Es el arte de conservar la vida”
La combinación de estos tres principios son algo fundamental para
la conservación de la vida tanto como peatones y conductores, vale
recalcar que la prevención cuesta pero la vida no tiene precio.
El conductor es el único responsable por sus actos, por lo tanto
debe conducir con responsabilidad y obedecer lo expuesto.
Alta velocidad, pista mojada, desatención, imprudencia, neumáticos
mal calibrados, mala conducción y vehículos en mal estado de
conservación, son los elementos comúnmente presentes en los
accidentes. Por lo tanto, todos deben tener pleno dominio de su vehículo
en todo momento, dirigiéndolo con atención para su seguridad, la de los
ocupantes del vehículo, la carga que transporta y el tránsito en general.
Integrando todas estas normativas es conseguir la idealización de
una cultura de respeto tanto conductor y peatón; añadiéndole a todo
esto, el dispositivo a implementarse sería un apoyo esencial en lugares o
zonas donde no exista señalización y así evitaríamos los desafortunados
accidentes e infracciones de tránsito.
1.5. Causas y Consecuencias del Problema
Una de las principales causas de este problema es el “error
humano” como distracción, cansancio, imprudencia; tanto de conductor y
peatón, es el daño psicológico, físico (lisiados) y la muerte. A continuación
se plantea las siguientes interrogantes:
Marco Teórico 9
¿Sabía usted?
Que circulando a 50 km/h necesita para frenar 12 mts., mientras
que circulando al doble, es decir a 100 km/h, necesita 4 veces más
distancia.
Ahora lo sabe
Recuerde que al doble de la velocidad, necesita cuatro veces más
de distancia de frenado.
¿Sabía usted?
Que en caso de un choque a 60 km/h, para poder sujetar con sus
brazos a un bebé de 9 meses y evitar que salga despedido, necesitaría la
misma fuerza para alzar un vehículo mediano.
Ahora lo sabe
Le recordamos que los menores deben viajar en el asiento trasero,
con un sistema de sujeción adecuado.
¿Sabía usted?
Que el campo visual de un adulto es de 180°, mientras que el de un
niño de 6 años se reduce a los 110°y por eso sólo girando la cabeza
podrán ver los vehículos que se aproximan.
Ahora lo sabe
Le aconsejamos informar a sus hijos, sobre el cruce seguro de
calles, debiéndolo hacer por las esquinas y mirando hacia ambos lados.
Marco Teórico 10
¿Sabía usted?
Que para frenar totalmente un vehículo que circula a 100 km/h, en
un día lluvioso, se necesita un espacio libre, igual al largo de un campo de
fútbol.
Ahora lo sabe
Le aconsejamos mantener en todo momento una adecuada
distancia de separación entre vehículos.
¿Sabía usted?
Que en caso de un choque a una velocidad de 50 km/h, un objeto
suelto en el interior del vehículo que pese 1/2 kg, impactará con una
fuerza equivalente a 50kg. Es decir 100 veces su peso.
Ahora lo sabe
Le aconsejamos no llevar objetos sueltos dentro de su vehículo.
¿Sabía usted?
Que chocar a una velocidad de 130 km/h es similar a caerse desde
una altura de 67 mts, igual que si se cayera desde la punta del obelisco
de la Ciudad de Buenos Aires.
Ahora lo sabe
Le recordamos usar en todo momento el cinturón de seguridad.
¿Sabía usted?.- Que para frenar su vehículo desde que advierte el
peligro hasta que pisa el pedal, usted tarda aproximadamente 1 segundo.
Marco Teórico 11
Circulando a 60 km/h, en ese segundo usted recorre 17 metros, a lo que
deberá sumar 18 metros más que recorrerá su vehículo hasta detenerse
totalmente.
Ahora lo sabe
Cuando circule, mantenga su atención en el tránsito. Evite
distraerse.
¿Sabía usted?
Que el cinturón de seguridad en las mujeres embarazadas resulta
vital para su seguridad y la del hijo en gestación.
Debiéndose colocar la cinta horizontal sobre los muslos, a la altura
de la ingle y por debajo del abdomen y la cinta transversal entre los
senos.
Ahora lo sabe
Le recordamos que el cinturón de seguridad en embarazadas
nunca debe estar colocado sobre el vientre materno.
1.6. Justificación e Importancia de la Investigación
La prevención es el justificativo principal de este trabajo de
investigación mediante el:
“Diseño de un controlador de velocidad, homologado a los
límites de Ecuador” para las distintas zonas de tránsito del país dando
lugar a la tranquilidad del usuario a no ser sancionado y de no sufrir un
accidente de tránsito.
Marco Teórico 12
1.7. Objetivos de la Investigación
El diseño del prototipo y el ensamblaje de microcontrolador, son los
pilares que conforman dicha investigación, con el fin de crear un
dispositivo que cubra las necesidades generales y otorgar al conductor
una herramienta; la misma que brindará seguridad en las vías de
circulación y ausencia de accidentes viales.
1.7.1. Objetivo General
Diseñar un controlador de velocidad asistido en la conducción,
homologado a los límites de velocidad de Ecuador.
1.7.2. Objetivos Específicos
Determinar contenido de texto informativo que se programará
Estudiar cada componente electrónico y su funcionamiento.
Planificar el ensamblaje de las piezas, y la estética del prototipo.
Marco Teórico
Del marco teórico se realizó la consulta de textos de libros de
autores relacionados al tema de investigación sobre componentes
electrónicos y sus definiciones.
“Users comunidad de tecnología en su libro Electrónica Digital
Introducción a la Electrónica nos dice la relación entre electrónica y
electricidad tienen un vinculo esencial para su funcionamiento ya que de
no haber dicha interacción sería imposible su funcionamiento en todos los
aspectos o formas que se presenten fenómenos eléctricos. “Milan Verle
en su libro publicado sobre PIC Microcontrollers - Programming in Basic,
nos dice todo aprendiz en electrónica tiende a cometer el error de que un
Marco Teórico 13
microcontrolador tiene las mismas funciones que un microprocesador
osean son iguales, pero la diferencia radica en la función que uno desea
que se ejecute esto quiere decir que al microprocesador se lo debe
programar para realizar funciones específicas sean estas de complejidad
absoluta hasta un simple click que pueda abrir una ventana, archivo o
programa, depende mucho de lo que se vaya a programar, para que esto
se ejecute debe haber conexión con dispositivos periféricos con circuitos
especiales como se lo realiza en la actualidad. (verle, 2010)
“Proteus Professional v8.1 SP1. Simulador nos dice. Con Proteus
podrás realizar circuitos impresos con la mayor calidad. Si estás
trabajando en el desarrollo de algún producto electrónico, esta aplicación
será de gran ayuda. Junto a ella diseñarás y simularás PCB (Printed
Circuit Board) con las mejore herramientas y en un entorno
completamente funcional”. (Proteus, 1989 - 2014)
1.8. Marco Referencial
“En la tesis de la Escuela Superior Politécnica del Ejército, carrera
Ingeniería Automotriz, tema: “Diseño y Construcción de un prototipo
didáctico del sistema de transmisión de un vehículo hibrido” de los
señores Suntaxi Suntaxi Victor Giovanni, Haro Delgado Roberto Andres,
nos indica en el capítulo IV Diseño Electrónico nos dice. Un micro
controlador es un circuito integrado, en cuyo interior posee toda la
arquitectura de un computador, CPU, Memorias RAM, EEPROM, y
circuitos de entrada y salida”. (Suntaxi Suntaxi Victor Giovanni, 2010)
“En la tesis de la Escuela Superior Politécnica del Ejército, carrera
ingeniería automotriz, tema: “Diseño y construcción de un panel de
monitoreo de los parámetros de funcionamiento de un vehículo chevrolet
forsa modelo 1998” de los señores Castillo Reyes Jose Andres, Pinto
Guanotasig Segundo Nicolas, nos indica en el capítulo II sobre elementos
Marco Teórico 14
eléctricos y electrónicos como: resistencias, potenciómetros, transistores,
microcontrolador…etc”. (Castillo Reyes Jose Andres, 2005)
“En la tesis de la Universidad Técnica del Norte, Facultad de
Ingeniería en ciencias aplicadas, carrera de Ingeniería en Mecatrónica,
Tema: Máquina dobladora de tubo redondo de acero con costura de hasta
19 mm de diámetro y 1.5 mm de grosor controlada por un
microcontrolador. Del señor Jairo Gustavo Taramuel Tatés, nos indica en
el capítulo III de automatización Se utiliza un microcontrolador PIC
18F452 debido a que este cuenta con las suficientes interrupciones
externas para poder trabajar con el sistema de botones para programar la
máquina. Se necesita utilizar cinco botones y la entrada de señal del
encoder que también es una interrupción externa. El microcontrolador se
va a programar en lenguaje C”. (Jairo Gustavo Taramuel Tatés, 2011)
“En la tesis de la Universidad Internacional del Ecuador, Facultad
de Ingeniería automotriz, tema: Sistema de puertas con sensores para la
apertura en paradas autorizadas en buses del servicio urbano del Distrito
Metropolitano de Quito, del señor Andrés Rodolfo Játiva Haro, nos da una
definición de electrónica en su capítulo I, Electrónica es la rama de la
física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas
cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo
microscópico de los electrones u otras partículas cargadas
eléctricamente.” (Andrés Rodolfo Játiva Haro, 2010)
1.9. Marco Conceptual.
Todo el reclutamiento de información dentro de este capítulo, se
detallará paso a paso, el funcionamiento de todos los componentes,
herramientas y demás programas que se usen; serán explicados de tal
forma que se comprenda el funcionamiento de un componente
electrónico. El diseño del controlador es un esfuerzo enorme por el deseo
Marco Teórico 15
de conseguir un objetivo de materializar físicamente un producto, que
dará en consecuencia una satisfacción para el usuario, dando el éxito del
mismo. Como Ingenieros Industriales, estamos en capacidad de analizar
las distintas situaciones que se nos presentan, dando soluciones o
ideando métodos que beneficien a la sociedad. El Ingeniero Industrial se
define como: “El experto administrador de recursos”.
Aquí radica la innovación como Ingeniero Industrial; ir tras un
objetivo, investigando, analizando, orientando, toda la información posible
para delinear los pasos a seguir. Fue necesario consultar con un experto
en la materia; un técnico en electrónica, ya que hubiera sido irresponsable
ejercer un proyecto sin los conocimientos de todas sus fases previas al
objetivo final. Motivo por el cual se realizó un taller de aprendizaje básico
de los componentes electrónicos.
En este capítulo vamos a develar el funcionamiento de un aparato
electrónico, partiendo de una idea plasmada en un papel hasta como se
materializa físicamente.
Es importante recalcar que la investigación realizada es expuesta
de tal forma, sea de comprensión relativamente sencilla y de conocimiento
general de cómo se lleva a cabo todo el engranaje de piezas y lenguaje
de programación.
1.10. Marco Histórico Evidencias
1.10.1. Radares Fijos no disuaden a los Conductores a Reducir la
Velocidad en Manabí.
Circular a una velocidad sobre los 50 kilómetros por hora
permitidos en zonas urbanas y los 90 kilómetros por hora en carreteras
sigue siendo una constante en Manabí. A pesar que existen radares fijos
Marco Teórico 16
en las vías que conducen a Guayaquil y Quito, “los choferes aún no hacen
conciencia que viajar a altas velocidades marca la diferencia entre la
seguridad e inseguridad”, comentó Danilo Freire, jefe de la Policía de
Tránsito de Manabí. Los 14 radares fijos, que funcionan con la ayuda de
paneles solares, son ayudas de tránsito ubicadas en las vías hacia el
norte y sur de Manabí, pero en muchas ocasiones “no son tomados en
cuenta por conductores para que sepan que deben respetar las normas
de velocidad”, asegura Freire. Algunos radares fijos fueron reparados
luego de que sufrieron daños hace seis meses. Ahora ya están activos.
“Nos hemos percatado, por ejemplo que en la carretera Jipijapa-La
Cadena (sureste de Manabí) los conductores sobrepasan con facilidad los
100 kilómetros por hora. Por ello vamos desde la presente semana a
realizar operativos de control de velocidad y utilizaremos un fotoradar”. En
el tramo Montecristi-Jipijapa-La Cadena hay 10 radares fijos.
Rafael Mero tiene su taller de soldadura en el kilómetro 1 de la vía
Montecristi-Jipijapa. Los radares no frenan los accidentes de tránsito por
exceso de velocidad Solo 32 de los 70 radares de velocidad están
operativos en Ecuador Control de velocidad durante las 24 horas Los
infractores que irrespetan los límites de velocidad son sancionados a
diario “Estamos en plena zona urbana. Según las leyes de tránsito la
velocidad máxima debería ser 50 km por hora, pero los conductores
manejan sobre esos límites”.
A la salida de Montecristi (sitio urbano) están ubicados dos radares
fijos. Ambos medidores de velocidad fueron instalados en zonas de curva.
Por esos lugares los vehículos van a velocidades entre los 60 a 90
kilómetros por hora. El conductor Arcentales manejaba el pasado fin de
semana un moderno auto 4X4 en la vía de ingreso de Montecirsti. “Es del
año 2013 el carro”, comentaba. Cuando varios agentes policiales le
preguntaban por qué superó los 120 kilómetros por hora en una zona
donde se debe circular a 90 dio su explicación: “Fue un caso inconsciente.
Marco Teórico 17
Estos autos modernos se prestan para correr, no es correcto, pero
tomaré en cuenta a los radares fijos para no rebasar los límites de
velocidad”. Ampliar Para Freire, es lamentable que los conductores
tengan que ser citados y en algunos casos sancionados con multas y
hasta la pérdida de los puntos de la licencia para hacer conciencia que no
se deben exceder los límites de velocidad.
Los controles con dos radares fijos son continuos en las vías que
llegan hasta Portoviejo y Manta, en donde viven más de 500 000
personas, la mitad de la población de Manabí. La vía Puerto-Aeropuerto y
la Manta-Rocafuerte que están en Manta tiene un alto índice de
accidentabilidad. Según datos de la Policía, en lo que van del año fueron
sancionadas 129 personas y se han registrado 24 muertos en el área de
influencia de los cantones Manta, Montecristi y Jaramijó. Cómo
estrategias a corto plazo para frenar a los conductores rápidos, la Policía
sugiere ubicar en esas vías tres radares fijos y además incrementar los
controles de velocidad con fotoradares.
En los anexos 15, 16, 17 podemos ampliar con mayor información
sobre las evidencias existente.
(http://www.elcomercio.com/actualidad/radares-fijos-no-disuaden-
conductores-reducir-velocidad-manabi.html.)
1.11. Marco Legal.
Toda la documentación que se expone a continuación es tomada
del REGLAMENTO GENERAL PARA LA APLICACIÓN DE LA LEY
ORGÁNICA DE TRANSPORTE TERRESTRE, TRÁNSITO Y
SEGURIDAD VIAL (Decreto No. 1738)
Rafael Correa Delgado PRESIDENTE CONSTITUCIONAL DE LA
REPÚBLICA DEL ECUADOR
Marco Teórico 18
Considerando:
Que la Asamblea Nacional Constituyente expidió la Ley Orgánica
de Transporte Terrestre, Tránsito y Seguridad Vial, promulgada en el
Registro Oficial Suplemento No. 398 de 7 de agosto del 2008. Que, para
la correcta aplicación de la Ley es indispensable expedir la
reglamentación de las normas contenidas en la Ley Orgánica.
En ejercicio de la facultad que le confiere el numeral 13 del Art. 147
de la Constitución de la República del Ecuador,
Decreta:
Expedir el REGLAMENTO GENERAL PARA LA APLICACIÓN DE
LA LEY ORGÁNICA DE TRANSPORTE TERRESTRE, TRÁNSITO Y
SEGURIDAD VIAL. La Ley Orgánica Reformatoria de Transporte
Terrestre Tránsito y Seguridad Vial Publicada en El Registro Oficial
No.415 del 29 de Marzo del 2011.
De los Límites de Velocidad
“Art. 191.- Las Comisiones Provinciales en coordinación con las
Jefaturas Provinciales de Control y la Comisión de Tránsito del Guayas en
sus jurisdicciones territoriales, determinarán los límites máximos de
velocidad en las diferentes vías del país, pero de manera general se
sujetarán a los siguientes límites:
Art. 192.- Los límites máximos de velocidad vehicular permitido en
las vías públicas, con excepción de trenes y autocarriles, son los
siguientes:
1. Vehículos livianos:
Marco Teórico 19
Dentro del perímetro urbano: 50 k/h;
En vías perimetrales: 90 k/h; y,
En carretera: 100 k/h.
2. Vehículos de transporte público y comercial de pasajeros:
Dentro del perímetro urbano: 40 k/h;
En vías perimetrales: 70 k/h; y,
En carretera: 90 k/h.
3. Vehículos de transporte de carga, en carretera:
Camiones pesados y combinaciones de camión remolque, el
límite de velocidad es de 70 k/h.
Vehículos que remolquen acoplados u otros automotores, el límite
de velocidad es de 50 k/h.
4. Motocicletas y similares:
Dentro del perímetro urbano: 50 k/h;
En vías perimetrales: 90 k/h; y,
En carretera: 100 k/h.
La circulación de este tipo de vehículos dentro del perímetro
urbano y vías perimetrales, se regirá a los límites, rutas y horarios
establecidos por el organismo competente.
Art. 193.- Los límites máximos de velocidad señalados en el
artículo anterior, serán observados en vías rectas y a nivel, y en
circunstancias que no atenten contra la seguridad de otros usuarios.
Marco Teórico 20
Art. 194.- Todos los vehículos al aproximarse a una intersección no
regulada, circularán a una velocidad máxima de 30 K/h., de igual forma
cuando circulen por las zonas escolares.
Art. 195.- Se prohíbe conducir a velocidad reducida que impida la
circulación normal de otros vehículos, salvo que la velocidad sea
necesaria para conducir con seguridad o en cumplimiento de
disposiciones reglamentarias.
El exceso de velocidad es la segunda causa de muertes previsibles
en accidentes de tránsito en el Ecuador. Sin embargo, la mayoría de
conductores consideran que conducir a 120 Km/h es normal, ya que las
mejoras aerodinámicas de los vehículos modernos nos dan una mayor
estabilidad, pero, lo que muchos no quieren reconocer es que a partir de
90 Km/h un vehículo es cada vez menos gobernable, aumentando así el
peligro de muerte de sus ocupantes.
Las sanciones para quienes excedan los límites de velocidad están
tipificadas en la Ley Orgánica Reformatoria de Transporte Terrestre
Tránsito y Seguridad Vial publicada en el Registro Oficial No.415 del 29
de Marzo del 2011.
Sección IV Contravenciones Graves de Primera Clase Art. 142.-
(Sustituido por el Art. 67 de la Ley s/n, R.O. 415-S, 29-III-2011).- Incurren
en Contravención grave de primera clase y serán sancionados con multa
equivalente al treinta por ciento de la remuneración básica unificada del
trabajador en general y reducción de 6 puntos en su licencia de conducir:
g) El conductor que con un vehículo automotor excediere dentro de un
rango moderado los límites de velocidad permitidos, de conformidad con
el reglamento correspondiente;
Sección VII Contravención muy Grave Art. 145.- (Sustituido por
el Art. 70 de la Ley s/n, R.O. 415-S, 29-III-2011).- Incurre en
Marco Teórico 21
contravención muy grave y será sancionado con prisión de tres días,
multa de una remuneración básica unificada del trabajador en general, y
reducción de diez puntos en su licencia de conducir:
e) El conductor, que con un vehículo automotor excediere los
límites de velocidad fuera del rango moderado, de conformidad con el
reglamento correspondiente; Toda la ley en su conformidad es demasiada
extensa por lo cual se ha tomado en consideración ciertos artículos de
interés, ya que nuestro proyecto es en base a la regulación de la
velocidad, lo descrito en las sanciones por exceso de velocidad son más
que claras y solo queda en la conciencia de cada individuo el respeto por
la vida” (2011.)
Es importante recalcar que el instrumento “ controlador de
velocidad” nos previene de un exceso de velocidad con una alerta visual,
sonora, vibratoria, una vez dada la alerta queda en el conductor acatar el
cumplimiento y debido correctivo de la infracción evitando cualquier tipo
de multa. Mirar anexo # 1, 2, 3, 4
“Vivir la vida, toma su tiempo”... ¡No te aceleres¡
CAPÍTULO II
METODOLOGÍA
2.1. Procedimientos de la Investigación
En este proyecto se utilizará la técnica de observación, fuente
primaria que es la recopilación de la información oral o escrita por el
investigador a través de relatos o escritos transmitidos por los
participantes en un suceso o acontecimiento.
En este caso toda la información es directamente proporcionada
por el programador que efectúa la explicación de todo el engranaje de
piezas software y hardware que se requiere para poder plasmar la idea
de integrar una herramienta en la conducción y sea un beneficio para la
sociedad.
2.2. Instrumentos de la Investigación
A lo largo del proyecto de recolección de información
correspondiente a la parte de fundamentación legal el cual una vez
extraída la parte de límites de velocidad y desglosando los criterios de ley
que son la base legal el cual reposa nuestro prototipo, se fusionará con la
parte de software y hardware como: materiales, placas madres y
diferentes programas; uno de ellos es Microcode, en el cual se ingresa
todos los datos, para ser procesados y convertirlos en estructura de
lenguaje de alto nivel consolidando una investigación, coherente con la
realidad de nuestro país. Es decir dentro de nuestro prototipo estará
unido tanto la parte legal de los límites de velocidad que rigen en la nueva
Ley Orgánica de Transporte Terrestre, Tránsito y Seguridad Vial y el
criterio de construir un dispositivo electrónico como lo es. “Diseño de un
Metodología 23
controlador de velocidad, homologado a los límites de velocidad de
Ecuador.”
2.3. Marco Administrativo
Dentro de la programación de actividades que conlleva la
realización de este proyecto es muy importante definir las etapas, que son
exclusivamente:
1) Taller de conocimiento básico de electrónica
2) Reconocimiento de materiales
3) Obtención de materiales
4) Ordenamiento de la información
5) Prácticas de taller
6) Utilización de software
7) Ensamblaje de prototipo
8) Compra de piezas electrónicas
9) Ensamblaje de las mismas
10) Prueba
Dentro de la programación de actividades se debe delimitar tareas
y subtareas para dar prioridad y ordenamiento de toda la información a
recopilar. Dando así seguimiento y cumpliendo a plazos establecidos por
etapas, esto se puede visualizar de manera ilustrativa en un diagrama de
Gantt.
Metodología 24
2.4. Cronograma de Actividades
GRÁFICO Nº 1
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
CAPÍTULO III
PROPUESTA
3.1. Criterio para la Elaboración de La Propuesta
El “Diseño de un controlador de velocidad, homologado a los
límites de velocidad de Ecuador”
Se fundamenta en la personalización de un trabajo de campo
conjuntamente con el estudio y práctica de la electrónica.
Con el propósito de aportar a la sociedad un instrumento que sea
resguardo a la seguridad vial del conductor y de esta manera precautelar
la integridad física de los ciudadanos.
Determinaremos posteriormente al procedimiento, descripción y
análisis de los componentes electrónicos que se van a ensamblar
debemos tener claro que el lenguaje de programación es consecuencia
de los datos de información que ingresaremos para que estos sean
reflejados en la pantalla del prototipo, sean estos texto, alarma, etc.
debido a esto existe una galería en el programa “microcode” que es la
herramienta o software que nos permitirá programar toda la información
que se guarda o simula el funcionamiento de lo que queremos que
visualice en la pantalla del prototipo.
Esto se llama lenguaje de alto nivel. Un lenguaje de
programación de alto nivel se caracteriza por expresa el algoritmo de una
manera adecuada a la capacidad cognitiva humana, en lugar de la
capacidad ejecutora de las máquinas.
Propuesta 26
Es decir el programa que utilizaremos que es Microcode
ingresaremos los textos como “límite de velocidad 100km/h” o “velocidad
actual” el cual esto será transformado a un lenguaje de alto nivel. De tal
forma un programador es el encargado de digitar los códigos e ingresos
de datos en este programa para que pueda ser visualizado y realizar la
respectiva simulación de este prototipo.
Una vez realizado el ingreso de lenguaje de alto nivel se procede a
realizar el autoguardado como se efectúa en un programa normal de
Excel o Word exactamente igual una vez concluido se procede a simular
en el programa el funcionamiento correcto de los datos que se ingresaron
tanto de velocidad y limites o rangos de velocidad que están establecidos
en la Ley Orgánica de Transporte Terrestre, Tránsito y Seguridad Vial.
Una vez realizado todo el requerimiento el cual conllevan al
funcionamiento del prototipo, lo que se plantea es el uso del mismo para
poder prevenir de manera objetiva los excesos de velocidad el cual trae
como consecuencia los fatales accidentes de tránsito.
Recordemos que podrán existir radares fijos, operativos de control
en las carreteras de nuestro país, pero la función del prototipo es siempre
asistir en la conducción y no infringir los límites de velocidad establecidos
en todo momento que este operativo.
Por tal motivo el prototipo es su fase conceptual es de proponer un
concepto de prevención y seguridad vial con las diferentes normativas
existentes. El propósito de crear un dispositivo electrónico fue alcanzado y
es necesario realizar la demostración en posterior presentación ante
autoridades de tribunal de tesis, para dejar evidencia del desarrollo del
controlador de velocidad, realizando una simulación por medio del
software y demostrar en una maqueta que es posible la creación de un
prototipo.
Propuesta 27
3.1.1. Proceso de Producción
Para la realización del controlador de velocidad asistido se llevara a
cabo mediante una descripción detallada los pasos, procedimientos y
términos de piezas de ensamblaje, cabe mencionar que el uso del
software (microcode) nos permite ingresar información sobre lo que se
desea visualizar dentro de la simulación de caracteres, sonido y demás,
consecuencias de ideas el cual nos proporciona automáticamente listado
de materiales en consecuencia a las necesidades de dicho proyecto, esta
automatización es fundamental en relación factores de pruebas y tiempo.
3.2. Descripción, Procedimiento y Piezas de Ensamblaje
3.2.1. ¿Qué es un Componente Electrónico?
Un componente electrónico forma parte de un sistema llamado
circuito electrónico o placa PCB don va soldado, que cumple una función
determinada según la programación que ejecuta con diferentes funciones,
con variación de formas y tamaños el cual interactúan dentro del circuito
integrado de forma electromecánica generalmente entre sí. Podemos dar
como ejemplo de un componente electrónico a una resistencia,
capacitores el cual tienen características independientes la cual al
momento de ser relacionados para cumplir una función dentro de un
circuito y a su vez programado, da como resultado diferentes instrumentos
como amplificadores, puertas lógicas hasta conformar tarjetas madres de
un computador.
3.2.2. Características de Componentes Electrónicos
Frecuentemente los componentes electrónicos son estabilizados
de forma mecánica y encapsulados en resina sintética por motivos del
ambiente que tiene humedad o variación de temperatura.
Propuesta 28
Los componentes electrónicos se clasifican en:
Por su estructura física
Discretos: son los más sencillos y están recubiertos por cerámica
o resina uno a uno. Ejemplo: resistencias, diodos, etc.
Integrados: conjunto de elementos simples (discretos) que forman
un circuito integrado. Ejemplo: amplificador, puertas lógicas, etc.
Material base de fabricación: se presentan en componentes de
estado sólido o semiconductores, como el silicio y para usos especiales
se usa el germanio.
Por funcionamiento:
Activos: por su interacción eléctrica directa, ganancia o control,
ejemplo transistores.
Pasivos: puente o enlace de los diferentes componentes que se
encuentran activos definiendo o direccionando la transmisión de señales
eléctricas o modulando su nivel, ejemplo: interruptores, fusibles, cables,
etc.
Por tipo de energía:
Electromagnéticos: sacan provecho de los diferentes materiales
que posean esta propiedad del electromagnetismo como son los
transformadores e inductores.
Electroacústicas: son los encargados de transformar energía
eléctrica en energía acústica y viceversa. Ejemplo parlantes,
amplificadores, micrófonos, etc.
Propuesta 29
Optoelectrónicas: son los encargados de transformar energía
eléctrica en energía luminosa y viceversa.
Por ejemplo diodos LED, células fotoeléctricas, etc.
3.2.3. ¿Qué es Un PCB?
En electrónica, un circuito impreso, tarjeta de circuito impreso o
PCB (del inglés printed circuit board), es una unidad constituida por
caminos de materiales conductores laminados en sustrato no conductor.
Un circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente -
a través de los caminos conductores, y sostener mecánicamente - por
medio del sustrato, un conjunto de componentes electrónicos. Los
caminos son generalmente de cobre mientras que el sustrato se fabrica
de resinas de fibra de vidrio reforzada, cerámica, plástico, teflón o
polímeros como la baquelita. La producción de los PCB y el montaje de
los componentes pueden ser automatizada. Esto permite que en
ambientes de producción en masa, sean más económicos y confiables
(fabricación a gran escala) que otras alternativas de montaje por ejemplo
el punto a punto.
En cambio, los prototipos basada en ensamble manual, la escasa
capacidad de modificación una vez construidos y el esfuerzo que implica
la soldadura de los componentes hace que los PCB no sean una
alternativa óptima. Pero tal alternativa hace posible construir dicho
prototipo
3.2.4. Fabricación Manual.
A continuación se detallará paso a paso como se fabrica una placa
PCB el cual será la base donde se instalarán todos los componentes del
Prototipo electrónico.
Propuesta 30
El ensamblaje de los demás componentes se detallará en un
listado el cual se ampliará la información y capacidad de realización de
tareas.
Materiales para fabricación de placa pcb:
Agua oxigenada 110 Vol
1 plancha.
1 placa virgen para circuito impreso. / Marcador permanente
1 taladro que acepte brocas pequeñas.
1 par de brocas de 1mm.
Acetona
Lana de acero.
1 martillo.
1 punzón.
3.2.5. Proceso de Diseño de Placa.
Se diseñara una placa por medio del programa microcode que
tiene la función de realizar diseños de circuitos para placas.
IMAGEN Nº 1
DISEÑO BÁSICO DE MICROCODE
Fuente: Microcode
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 31
3.2.6. Proceso de Impresión
Seleccionado el diseño por medio de Microcode se imprime en
impresora láser y usando formatos de dibujo, o papel de colores. Se
imprimirá con color negro y en buena calidad.
IMAGEN Nº 2
IMPRESIÓN DE PLACA
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.7. Proceso Recorte
Recortaremos la impresión como se indica en la imagen, de esta
forma, podremos pegar los bordes a la placa.
Propuesta 32
IMAGEN Nº 3
RECORTE DE IMPRESIÓN
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
IMAGEN Nº 4
PLACA VIRGEN Y DISEÑO.
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.8. Proceso de Recorte de La Placa
En el corte de la placa se debe tener resguardo por las partículas
de polvo que desprende al usar cortadora de disco, así que es
recomendable usar protección (mascarilla).
Propuesta 33
IMAGEN Nº 5
RECORTE DE PLACA
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.9. Proceso de Limpiado de La Placa.
En esta etapa se debe realizar con el mayor detalle posible la
depuración de impurezas, tomando lana de acero y acetona se inicia el
proceso de limpiado la cual debe ser en círculo y quedar brillosa, una vez
secada se vuelve a limpiar la superficie. Como lo podemos observar en la
figura.
IMAGEN Nº 6
LIMPIADO DE PLACA
Fuente: www.forosdeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 34
3.2.10. Proceso de Planchado
Preparando ya esta fase del trabajo, la fase de planchado, usa una
plancha corriente con agua para que no queme la placa, sino que solo la
caliente, de la otra forma el cobre se despega de la base de baquelita o
fibra de vidrio, formando burbujas. Con la plancha a tope de calor, se le
aplica a la placa por la cara donde estaba el cobre, NUNCA por la trasera
pues no serviría. Es importante insistir con el calor por toda la placa y con
vapor humedeciendo el papel para que no se queme pero sin empaparlo.
Si se llegase a empapar, cortar la llave de vapor y dar calor seco unos
instantes.
IMAGEN Nº 7
PLANCHADO
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.11. Proceso de Enfriamiento.
En el instante que se retira la plancha de la placa, después de 1 o 2
minutos de calor intenso, se coloca la placa en un recipiente con agua
para que lo impreso del papel se fije a la placa, esta debe mantenerse en
el agua durante unos 5 minutos.
Propuesta 35
IMAGEN Nº 8
ENFRIAMIENTO
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Víctor Mosquera
3.2.12. Proceso de Eliminado de Papel.
Después de haber esperado 5 o 10 minutos en el agua, sacamos la
placa y vamos frotando con los dedos para quitarle el papel que no nos
sirve, intentando quitarlo todo, hasta que quede una capa muy fina de
papel que se retira con un cepillo de dientes que ya no tengan en uso, con
cuidado de no partir lo fijado que define las pistas. Si pasa eso, se
recomienda volver a la fase de limpiado.
IMAGEN Nº 9
ELIMINADO DE PAPEL
Fuente: www.forosdeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 36
3.2.13. Proceso de Acabado de Placa.
Nuestra placa está teniendo un acabado de primera pero resta
algunas etapas más para su resultado final.
IMAGEN Nº 10
ACABADO DE PLACA
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.14. Proceso de Secado.
Una vez secado se resalta todas las pistas o líneas de la placa con
el marcador permanente, se espera un par de minutos para que este fije y
seque.
Enjuague y limpieza.
Una vez que la placa pasa por la primera limpieza hay que
enjuagarla con abundante agua, luego conviene secarla con un trapo
limpio. Una vez seca, se empapará con acetona los lugares donde se fijo
lo impreso y se rascará con un cepillo de dientes o con la lana de acero,
eliminando así todo lo impreso en la placa.
Tomamos la placa y la sometemos a una limpieza con abundante
agua y dos medidas de agua oxigenada 110 vol. (como se muestra en la
figura).
Propuesta 37
IMAGEN Nº 11
SECADO Y LIMPIEZA
Fuente: www.forosdeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.15. Proceso de Marcado de Orificios
Con punzón y un martillo vamos marcando los orificios donde se
taladrará. No consiste en taladrar la placa con el punzón, solo de hacerle
una marquita para que la broca no patine y corte las pistas.
IMAGEN Nº 12
MARCADO DE ORIFICIOS
Fuente: www.forosdeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 38
3.2.16. Proceso de Perforación de La Placa
Una vez listas las marcas, procederemos a taladrar la placa, para lo
cual usaremos un taladro que acepte brocas de 1mm.
Cuidadosamente perforamos uno a uno los puntos marcados y
dando el acabado final a lo impreso en la placa.
IMAGEN Nº 13
PERFORACIÓN DE PLACA
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.2.17. Proceso de Limpieza Final de Impurezas
Ahora con un trozo de lana de acero se le da a toda la placa por
delante y por detrás para evitar pinchazos con los trozos de cobre y
procuraremos que quede lisa. Luego la limpiaremos de nuevo con
acetona y un trapo limpio.
Propuesta 39
Dando así un acabado final de primera, cabe recalcar que todos
estos pasos fueron realizados para la elaboración de la placa, el cual será
el medio donde se ensamblarán todos los componentes electrónicos y
dará el funcionamiento del prototipo.
IMAGEN Nº 14
LIMPIEZA DE IMPUREZAS
Fuente: www.forosdeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3. Componentes A Ensamblar En Placa PCB.
En todo equipo electrónico hay una gran variedad de componente
desde los más complejos como microcontroladores hasta lo más básico
como una resistencia de carbono fijo.
El software que utilizaremos según el requerimiento de la actividad
que vamos a realizar en este caso con avisos de alarmas visuales y
sonoras nos proporciona el siguiente listado el cual son los componentes
necesarios para dar funcionamiento a nuestro prototipo.
A continuación los requerimientos de componentes:
Propuesta 40
Microcontrolador
PIC 16F877A
Dip Swich
Jumper
Diodos
Resistencia fija de Carbón
Cristal de Quartzo de 4Mhz
Potenciómetro
Display tipo Lcd de 20 por 4
Socket de 40 pines, 20 por lado
3.3.1. El Microcontrolador
El Intel 4004 con capacidad de 4 bits fue el primer Microcontrolador
diseñado en el año 1971 y su sucesor fue el Intel 8008, ambos
microcontroladores tenían una particularidad, requerían de circuitos
externos para conformar una función compleja y así aumentando el costo
de producción.
En 1974 se logra comercializar el microcontrolador TMS 1000,
creado en 1971 después del gran éxito en su funcionalidad fueron
apareciendo versiones mejoradas como el Intel 8048 el cual combinaba
las memorias ROM Y RAM dentro de un mismo chip optimizando
funciones complejas. Las variantes que presentan los microcontroladores
en la actualidad son memoria EPROM que es reprogramable el cual
implica un valor elevado y la PROM que es una vez programable, la forma
el cual se podía reprogramar la memoria EPROM se tenía que exponer a
luz ultravioleta al cuarzo transparente.
En 1993 se introduce al mercado el EEPROM con el microchip
PIC16x84 que utiliza el borrado de memoria de manera eléctrica el cual
Propuesta 41
permite el fácil funcionamiento y uso para diferentes trabajos sin pérdida
de tiempo y dinero.
En el futuro, la MRAM podría ser utilizada en microcontroladores,
ya que tiene resistencia infinita y el coste de su oblea semiconductora es
relativamente bajo.
GRÁFICO Nº 2
MICROCONTROLADOR
Fuente: www.forosdeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.2. ¿Cómo Definimos a un Microcontrolador?
Para entender cómo funciona y poder realizar este proyecto
debemos saber que el microcontrolador es el corazón de todo el prototipo.
Un microcontrolador es un circuito integrado en cuyo interior posee todo la
arquitectura de un CPU. Que es un CPU? Es una unidad de proceso, en
Propuesta 42
el cual incorpora memorias RAM, EEPROM y circuitos de entrada y
salida.
Un microcontrolador de fábrica no realiza tarea alguna, esto debe
ser programado para que realice desde un simple parpadeo Led hasta un
sofisticado control de un robot. Un microcontrolador es capaz de realizar
la tarea de muchos circuitos lógicos como compuertas digital análogos o
análogos digital, temporizadores, decodificadores etc. Simplificado todo
un diseño a una placa de reducido tamaño. Esto quiere decir que el
microcontrolador es una computadora el cual se le puede programar para
realizar cualquier tipo de tarea dependiendo de lo que se vaya a
programar se busca en el mercado la capacidad de memoria interna o
memoria flash requerida. En esta fase del prototipo definiremos lo
siguiente dentro de las características del prototipo:
1) Información en caracteres de límites de velocidad tanto de
vehículos livianos, pesados y transporte.
2) Además de avisos tanto visuales (luz Led) audibles (alarmas) el
cual se activarán una vez que se sobrepase los límites
establecidos por la ley de tránsito vigente.
3) Simulación de velocidad y caracteres (presentación del
prototipo).
Especificando todas estas características del prototipo se define
utilizar una Microcontrolador de memoria de un PIC 16F877A.
3.3.3. PIC 16F877A
En la realización de este proyecto se utilizo el PIC 16f877. Este
microcontrolador pertenece a la familia PIC fabricado por Microchip,
Propuesta 43
dentro de las características es su versatilidad, eficiente, práctico, siendo
idóneo en la utilización y desarrollo de proyecto.
Dentro de sus principales características:
1.- Comunicación serial dos entradas o pines para ello.
2.- Suficiente memoria interna
3.- Puede ser reprogramable
TABLA Nº 4
CARACTERISTICAS DEL PIC 16F877
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
CARACTERÍSTICAS 16F877
Frecuencia máxima DX-20MHz
Memoria de programa flash palabra de 14 bits 8KB
Posiciones RAM de datos 368
Posiciones EEPROM de datos 256
Puertos E/S A,B,C,D,E
Número de pines 40
Interrupciones 14
Timers 3
Módulos CCP 2
Comunicaciones Serie MSSP, USART
Comunicaciones paralelo PSP
Líneas de entrada de CAD de 10 bits 8
Juego de instrucciones 35 Instrucciones
Longitud de la instrucción 14 bits
Arquitectura Harvard
CPU Risc
Canales Pwm 2
Propuesta 44
3.3.4. Arquitectura Interna del PIC
Su diferencia es por la forma de conexión de la memoria del
procesador y de los buses que necesitan. La arquitectura de Von
Newman se utiliza en los Pc´s en la actualidad y aquí solo existe un Bus
de datos de dirección y control.
Una de las formas más empleadas de arquitectura es la de Harvard
que se utiliza en los microcontroladores en este caso de arquitecturas de
datos también se presentan con un solo bus de datos.
Dentro de las ventajas y desventajas en la utilización de buses de
datos dependiendo de la programación de la memoria que se vaya a
utilizar independientemente de la arquitectura que se tenga el datasheet
del dispositivo se encuentra diagrama de bloques que nos ilustra la
estructura interna del pic.
En los gráficos apreciamos el Pic y sus componentes por cierta
cantidad de elementos con su respectiva memoria de programa, datos,
procesador y puertos. Analizándola de un punto de vista más detallado
podemos observar las siguientes características:
Si observamos el Gráfico Nº 4 nos detalla la arquitectura interna del
pic:
Memoria de programa (Flash): con una capacidad de 8K en
posiciones de 14 bits.
Ram: con una capacidad de 368 bytes en posiciones por 8 bits.
Memoria
EEPROM: cuenta con 256 bytes en posiciones por 8 bits también.
Propuesta 45
Program Counter:
Nos orienta en el direccionamiento para ejecutar la orden se puede
apreciar también 8 niveles de Stack anidados en 13 bits.
ALU:
En sus siglas en Ingles (Unidad de Aritmética Lógica) procesa y
analiza las distintas órdenes a ejecutar.
GRÁFICO Nº 3
DIAGRAMA DE ARQUITECTURA
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
GRÁFICO Nº 4
DIAGRAMA DE ARQUITECTURA POR BLOQUES
Estructura Interna del Pic 16F877
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 46
GRÁFICO Nº 5
ARQUITECTURA INTERNA PIC 16F877
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.5. Organización de Memoria
Se divide en memoria de datos y memoria de programa.
3.3.5.1. Memoria de Datos
Se dividen en:
SFR: (Special Function Register) / registro de función especial el
cual sirve para configurar nuestro hardware internamente y tener una
lectura de valores diferentes de nuestro componente en este caso el PIC.
Propuesta 47
GFR: (General Function Register) / registros de propósito general
son ordenamientos de memoria que se utiliza para el almacenamiento de
valores en el programa
3.3.5.2. Memoria de Programa
La memoria de programa se almacena en la memoria Flash el Pic
que utilizaremos posee un contador que puede direccionar 8K, por 14
canales de memoria de programa. Esto quiere decir 8K por 14 palabras
en la memoria flash.
Podemos observar el mapa de la memoria del programa.
GRÁFICO Nº 6
MEMORIA DE PROGRAMA
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 48
3.3.6. Ciclo de Máquina
En el mayor de los casos los Pic de un ciclo está conformado por
cuatro ciclos de reloj, y se ejecuta como si fuera un solo ciclo.
Podemos afirmar que un ciclo de máquina es el tiempo mínimo
que requiere para ejecutar una instrucción.
En nuestro Pic consta de características de un solo ciclo de
máquina dentro de su datasheet.
GRÁFICO Nº 7
CICLO DE MÁQUINA
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 49
3.3.7. Dip Swich: Definición, Características y Usos.
3.3.7.1. Definición.
Es un conjunto de interruptores eléctricos con forma física de
encapsulación, y se refiere como Dual In- Line Packge, dependiendo a la
totalidad de interruptores siempre se denomina en singular DIP.
3.3.7.2. Características.
Una de las principales características es el modular el
comportamiento del hardware de un dispositivo electrónico utilizando
tableros como los circuitos impresos, son utilizados por su rapidez, fácil
configuración y por no tener piezas sueltas.
3.3.7.3. Usos.
Los interruptores DIP permiten al usuario configurar un circuito
impreso para un tipo particular de computadora o de uso específico. Las
instrucciones de instalación deben decir perfectamente cómo fijar los
interruptores Dip y estos presentan dos posiciones de encendido y
apagado sin intervalos. Una de las ventajas históricas del Macintosh sobre
el PC es que permitía la configuración de los circuitos incorporando
comandos del software en vez de fijar los interruptores DIP. Sin embargo,
los nuevos estándares plug and play hicieron que los interruptores DIP se
volvieran obsoletos en las PC modernas.
IMAGEN Nº 15
DIP TIPO DESLIZANTE
Fuente: www.forodeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 50
3.3.8. Jumper: Definición y Características.
3.3.8.1. Definición.
Componente que sirve para interconectar dos terminales de
manera temporal sin requerir algún auxiliar, dicha interconexión cierra un
circuito eléctrico.
3.3.8.2. Características
Las características de información del jumper por lo general están
especificadas e impresa en su correspondiente placa, de esta manera es
mucho más fácil la configuración al utilizar dicho dispositivos en
configuraciones de hardware.
IMAGEN Nº 16
JUMPER
Fuente: www.forodeelectronica.com
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.9. Diodo
Componente electrónico de dos terminales que tiene como función,
el paso de corriente eléctrica en un solo sentido, esta descripción se
refiere a los también diodos semiconductores que son los más comunes
actualmente se encuentra conectado a dos terminales eléctricas posee
una pieza de cristal.
Propuesta 51
IMAGEN Nº 17
DIODO
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.10. Resistencia Fija de Carbón
Hay muchos tipos de resistencias de ambos tipos que son fijas y
variables. El tipo más comúnmente usado en electrónica es la resistencia
de carbón.
Se fabrican en diferentes tamaños físicos con límites de disipación
de potencia, normalmente desde 1 vatio hacia abajo 1/8 vatio. Los valores
de resistencias y tolerancias se pueden determinar con el código de
colores. Dependiendo del diseño de circuito integrado a conformar para
este prototipo el mismo programa de diseño de circuito se encarga de
analizar automáticamente los componentes necesarios para su
ensamblaje y uno de ellos es la resistencia fija de carbono.
IMAGEN Nº 18
RESISTENCIA DE CARBONO
Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electronic/rescarb.html Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 52
3.3.11. Cristal de Quartzo de 4mhz
Sirve para la medición de tiempo por medio de impulsos eléctricos
normalmente se presenta en forma de un laminado que se introduce en
un cilindro metálico el protege al mineral de quartzo.
Un cristal de Quartzo tiene la particularidad de oscilar a una
frecuencia fija. Se los utiliza para fijar frecuencias, por ejemplo en
trasmisores.
IMAGEN Nº 19
CRISTAL DE QUARTZO
Fuente: http://www.buenosearch.com/?s=img&babsrc=HP_ss&rlz=0&sd=31&q=Quartzo+de+4Mhz. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.12. Potenciómetro
Es un resistor cuya frecuencia es variable y puede controlar la
intensidad de corriente por medio de un circuito eléctrico que se debe
conectar en paralelo y la diferencia del potencial en serie.
Propuesta 53
IMAGEN Nº 20
POTENCIOMETRO
Fuente: www.forodeelectronica.com Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.13. Display Tipo LCD de 20 por 4
Es un módulo LCD de 4 líneas de 20 caracteres con retro
iluminación controlable por software que destaca por su doble interfaz que
permite controlarlo desde un puerto serie o bien mediante un bus I2C. El
cambio entre un modo u otro se realiza con solo cambiar un puente.
Gracias a su iluminación posterior, los mensajes se ven claramente
incluso en total oscuridad. Una característica adicional es la posibilidad de
conectar un teclado matricial de 12 teclas como el S310119 y leer la
pulsación de las teclas con lo que se convierte en una auténtica 'consola'
de entrada y salida de datos para cualquier sistema microcontrolador, y
todo ello controlado desde un puerto serie o un bus I2C.
El controlador por bus I2C y puerto serie permite un fácil manejo
del display de texto LCD 20*4. Requiriendo tan solo una alimentación de 5
voltios y dos conexiones de datos en ambos modos de funcionamiento.
Asimismo, incluye numerosas opciones de formato de texto además de la
Propuesta 54
capacidad de introducir caracteres personalizados en la memoria que
pueden utilizarse cuando se desee. Hay un buffer de 64 bytes basado en
el sistema FIFO (First in First Out, primero en entrar, primero en salir) que
garantiza un retardo mínimo en la escritura del display.
IMAGEN Nº 21
DISPLAY LCD
Fuente: http://www.superrobotica.com/S310118.htm Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.3.14. Socket de 40 Pines, 20 Por Lado
El (socket) es un tipo de zócalo electrónico (sistema electromecánico
de soporte y conexión eléctrica) instalado en la placa base, que se usa para
fijar y conectar el microprocesador, sin soldarlo lo cual permite ser
extraído después. Por ello, se utiliza en equipos de arquitectura abierta,
donde se busca que haya variedad de componentes, permitiendo el
cambio de la tarjeta o el integrado.
En los equipos, los integrados se añaden sobre la placa base
soldándolo existen variantes desde 40 conexiones para integrados
pequeños, hasta más de 1300 para microprocesadores, los mecanismos
de retención del integrado y de conexión dependen de cada tipo de
zócalo, aunque en la actualidad predomina el uso de zócalo con pines
(Zero Insertion Force, ZIF) o LGA con contactos.
Propuesta 55
IMAGEN Nº 22
SOCKET DE 40 X 20
Fuente: http://www.mikroe.com/chapters/view/83/ Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.4. Procedimiento y Análisis del Ensamblaje
Se debe tener presente que en la electrónica no se podrá
ensamblar en la primera ocasión ya que hay momentos de
desconcentración el cual produce el error y pérdida de materiales.
Antes de iniciar una práctica de ensamblaje se debe considerar las
siguientes recomendaciones:
Verificación de voltajes
Herramientas necesarias como multímetro, cautín, pistola
soldadora, estaño, corta alambres, destornilladores, pinzas, etc.
Una vez listo los materiales se debe verificar que el circuito impreso
esté listo para poder ensamblar colocando primero por numeración y por
guía del diagrama y así los demás componentes que son requeridos para
qué tome forma nuestro hardware.
Tomando en consideración estas recomendaciones se procede al
ensamblaje de las piezas, tarea el cual la realiza el mismo programador el
Propuesta 56
cual es la persona indicada para soldar las piezas con rapidez y darle
funcionamiento de nuestro prototipo.
Podemos observar el acabado final de nuestra placa y piezas
ensambladas
IMAGEN Nº 23
PLACA TERMINADA
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
IMAGEN Nº 24
PLACA TERMINADA CON SU RESPECTIVO DISPLAY LCD.
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Una vez terminado el ensamblaje se le da estética al prototipo para
su posterior funcionamiento, esto consiste en darle un acabado de calidad
posible.
Propuesta 57
IMAGEN Nº 25
CARCASA DEL CONTROLADOR DE VELOCIDAD
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
IMAGEN Nº 26
INTERIOR DEL PROTOTIPO
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 58
IMAGEN Nº 27
FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO
Fuente: Investigación del Autor
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
IMAGEN Nº 28
FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO 2
Fuente: Investigación del Autor
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
IMAGEN Nº 29
PRUEBA DE ENCENDIDO A PUERTO USB
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Propuesta 59
3.5. Análisis Económico.
TABLA Nº 5
ANÁLISIS DE PRESUPUESTO
PRESUPUESTO
INGRESOS PERSONALES TOTAL DISPONIBLE
1 $ 1.500,00
EGRESOS DEL PROYECTO VALOR
UNITARIO CANTIDAD
VALOR TOTAL
internet $ 35 6 $ 210
Copias $ 20 5 $ 100
Anillados $ 2 10 $ 20
Tinta $ 16 3 $ 48
Placas $ 7 1 $ 7
Microcontrolador $ 120 1 $ 120
Pic $ 120 1 $ 120
Dip $ 2 3 $ 6
Diodos $ 3 6 $ 18
Jumper $ 2 15 $ 30
resistencias de carbono $ 3 20 $ 60
cristales de Quartzo $ 15 2 $ 30
Potenciómetros $ 3 3 $ 9
Display $ 150 1 $ 150
Socket $ 5 1 $ 5
cables de datos $ 7 1 $ 7
Carcasa $ 10 1 $ 10
tablero de maqueta $ 25 1 $ 25
practicas en taller $ 20 10 $ 200
mano de obra del programador $ 300 1 $ 300
TOTAL INVERSIÓN DEL PROYECTO $ 1.475
TOTAL INGRESOS TOTAL EGRESOS DISPONIBLE $ 1.500,00 $ 1.475 $ 25
Fuente: Investigación del Autor Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
3.6. Costo de la Propuesta
Los recursos a utilizar para el desarrollo de este proyecto de grado
son por medio de financiamiento propio por las actividades laborales
diarias.
Propuesta 60
El valor a invertir en proyecto de grado es de $ 1475 dólares
Americanos
3.7. Conclusiones y Recomendaciones
3.7.1. Conclusiones.
Dentro de la investigación y el proceso de aprendizaje del
controlador de velocidad hay algo muy importante que recalcar y es que el
Ingeniero Industrial puede lograr cualquier actividad que se proponga a
realizar, indiferente del área de trabajo, es posible siempre y cuando lleve
una herramienta de investigación acorde a las necesidades que requiere
el objetivo planteado.
Las estadísticas determinan que el exceso de velocidad es uno de
los mayores problemas de seguridad vial y un factor determinante, al
alrededor del 30% de los accidentes mortales de tránsito. Asimismo,
aumenta sustancialmente el riesgo de sufrir un accidente.
Entre el 40 y el 50% de los conductores conducen más rápido de lo
que recomienda el límite de velocidad, y entre el 10 y el 20% superan tal
límite en más de 10 km/h. El exceso de velocidad no sólo aumenta el
riesgo de sufrir un accidente sino que también aumenta las probabilidades
de sufrir lesiones graves o de morir en un accidente.
El cumplimiento de la ley sigue siendo un elemento disuasorio
importante para los infractores. Las medidas tradicionales para asegurar
el cumplimiento incluyen controles policiales de velocidad en las
carreteras y radares de control de velocidad. El cual en su medida ayuda
a disminuir de cierta forma las elevadas estadísticas, pero
indiferentemente de tener el mejor dispositivo del mundo con alarmas
electrónicas y de última generación, la decisión la determina el conductor
Propuesta 61
y el peatón del uso de componentes para la prevención vial y todo va
dirigido a un tema neto de culturización y concientización de las normas,
leyes y reglamentos de la Ley Orgánica de Transporte Terrestre, Tránsito
y Seguridad Vial de nuestro país.
3.7.2. Recomendaciones
La prevención tiene costo, pero la vida no tiene precio. Es por tal
razón que el uso del prototipo se convertiría en una herramienta
fundamental para la prevención del exceso de velocidad y así mitigar las
alarmantes estadísticas de accidentes de tránsito y sobre todo la
educación vial tiene que ir fusionado para determinar medidas correctivas.
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ALU: En sus siglas en inglés (Unidad de Aritmética Lógica) procesa
y analiza las distintas órdenes a ejecutar.
Diodo: Componente electrónico de dos terminales que tiene como
función, el paso de corriente eléctrica en un solo sentido.
DIP SWICH: Es un conjunto de interruptores eléctricos con forma
física de encapsulación, y se refiere como Dual In- Line Packge,
dependiendo a la totalidad de interruptores siempre se denomina en
singular DIP.
Electromagnéticos: sacan provecho de los diferentes materiales
que posean esta propiedad del electromagnetismo como son los
transformadores e inductores.
Electroacústicas: son los encargados de transformar energía
eléctrica en energía acústica y viceversa. Ejemplo parlantes,
amplificadores, micrófonos, etc.
Integrados: conjunto de elementos simples (discretos) que forman
un circuito integrado. Ejemplo: amplificador, puertas lógicas, etc.
JUMPER: Componente que sirve para interconectar dos terminales
de manera temporal sin requerir algún auxiliar, dicha interconexión cierra
un circuito eléctrico.
Microcontrolador: Es un circuito integrado en cuyo interior posee
todo la arquitectura de un CPU. Que es un CPU? Es una unidad de
Glosario de Términos 63
proceso, en el cual incorpora memorias RAM, EEPROM y circuitos de
entrada y salida.
Optoelectrónica: transforma energía eléctrica en energía luminosa
y viceversa. Por ejemplo diodos LED, células fotoeléctricas, etc.
PCB: En sus siglas (del inglés printed circuit board), es una unidad
constituida por caminos de materiales conductores laminados en sustrato
no conductor.
PIC 16f877: Este microcontrolador pertenece a la familia PIC
fabricado por Microchip, dentro de las características es su versatilidad,
eficiente y práctico.
POTENCIÓMETRO: Es un resistor cuya frecuencia es variable y
puede controlar la intensidad de corriente por medio de un circuito
eléctrico que se debe conectar en paralelo y la diferencia del potencial en
serie.
ANEXOS
Anexos 65
ANEXO N° 1
LIMITES DE VELOCIDAD
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 66
ANEXO N° 2
CONTRAVENCIONES
Fuente: comisión de tránsito del Ecuador/ El universo. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 67
ANEXO N° 3
SEGURIDAD VIAL.
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 68
ANEXO N° 4
SEGURIDAD VIAL.
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 69
ANEXO N° 5
FABRICACIÓN DE PLACA
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 70
ANEXO N° 6
DECLARACIONES DE MICROCODE
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 71
ANEXO N° 7
ENSAMBLADO
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 72
ANEXO N° 8
FUNCIONAMIENTO VISTA SUPERIOR COMPONENTE ELECTRÓNICO
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 73
ANEXO N° 9
PRÁCTICA EN TALLER
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 74
ANEXO N° 10
MICROCONTROLADOR
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 75
ANEXO N° 11
SIMULACIÓN
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 76
ANEXO N° 12
PLACA Y DISPLAY
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 77
ANEXO N° 13
PROGRAMACIÓN EN MICROCODE
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
.
Anexos 78
ANEXO N° 14
PROGRAMACIÓN DE MICROCODE INGRESO DE DATOS
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 79
ANEXO N° 15
SIMULADOR DEL CONTROLADOR DE VELOCIDAD
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 80
ANEXO N° 16
INICIO DE SIMULACIÓN
Fuente: investigación directa.
Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 81
ANEXO N° 17
SIMULADOR ALARMANDO EXCESO DE VELOCIDAD
Fuente: investigación directa. Elaborado por: Mosquera Palacios Víctor
Anexos 82
ANEXO Nº 18
RADARES SOLARES.
Martes 17 Septiembre 2013 “El Diario” Manabita de libre
pensamiento. Cerca de 20 radares solares que miden la velocidad de los
vehículos fueron colocados en Manabí. Así lo indicó Paola Carvajal,
directora ejecutiva de la Agencia Nacional de Tránsito.
”Estos radares, tipo paneles solares, fueron instalados con la finalidad de
incentivar a que los choferes reduzcan la velocidad”, comentó Carvajal.
Cada panel indica la velocidad de recorrido que llevan los carros
por lo que un conductor puede saber si se excedió en la velocidad y por lo
tanto será multado.
Cuatro radares están ubicados en la carretera Portoviejo-Manta en
el sitio San Pedro y en el sector la Y de Montecristi. Cuatro más están
situados en la vía Portoviejo-Crucita. En La Pila-Jipijapa están
funcionando dos radares. En la carretera Jipijapa-La Cadena se
encuentra 4 radares solares.
Los otros seis radares están puestos en la vía Rocafuerte-Tosagua
y en la vía Portoviejo-Santa Ana.
“En la curva de El Guabito han habido muchos accidentes. Me
parece una buena iniciativa por parte de la ANT de colocar estos radares
y así aumentar la seguridad de la ciudadanía”, detalló Luis Menéndez.
Asimismo, Fernando Ortega, portovejense, expresó que ojalá
existan sanciones para aquellos que sobrepasan el límite de velocidad.
“He visto a 2 carros llegar a 100 kilómetros por hora en una vía que solo
se debe ir en 50”, afirmó Ortega.
Anexos 83
ANEXO Nº 19
RADARES FIJOS CON CÁMARAS CONTROLAN LAS VIAS.
Hasta finales de enero de 2015 se instalarán 300
dispositivos. En el último feriado hubo 2.000 sancionados.
Eduardo P. regresaba del balneario de Punta Blanca en la
provincia de Santa Elena y conducía por la vía a la Costa cuando escuchó
los timbres de las notificaciones de un correo electrónico y de un mensaje
de texto en su ‘smartphone’ (celular inteligente).
En ese momento lo que pensó fue solo en que había entrado señal
a su teléfono, pero al llegar a su vivienda en Guayaquil se encontró con lo
siguiente: “Comisión de Tránsito del Ecuador informa que su vehículo
placa GRX-XXXX (protegido) ha cometido una infracción. Mayor
Información en www.comisiontransito.gob.ec”.
“¿Qué, me citaron? ¿Cuándo?”, fue lo primero que pensó. Al
revisar su correo vio la foto de su carro y la dirección del lugar donde
cometió la infracción de exceder los límites de velocidad permitidos. “Me
pasé un poco. El límite es 100 km por hora y el radar me marcó 102 km
por hora. La verdad no sabía que esos radares fijos que te marcan la
velocidad a la que vas ahora citan”, recordó Eduardo.
En cambio Mauricio C. sí sabía y manejaba pendiente de no
rebasar lo permitido. Lo que al ciudadano le preocupó fue que en un
momento, cuando viajaba por la vía a la Costa, pasó por el radar justo al
mismo tiempo que el conductor de una camioneta Ford F-150 que viajaba,
según calculó, a unos 130 km/h.
Michel Doumet, director ejecutivo de la Comisión de Tránsito del
Ecuador (CTE), manifestó que las cámaras instaladas en los radares fijos
tienen la capacidad de distinguir y capturar la imagen del carro que
infringe la ley, pese a que pase uno a lado del otro.
Anexos 84
Doumet informó que desde diciembre del año pasado han sido
instaladas 100 cámaras y hasta finales de enero aumentarán 300 en las
provincias de Guayas, Santa Elena, Los Ríos, El Oro, Azuay y Santo
Domingo, donde la CTE tiene injerencia. El funcionario anunció que el
próximo año también estarán en Manabí.“Los radares fijos ya estaban
ubicados y solo marcaban la velocidad. Ahora hemos comprado estas
cámaras fotomultadoras canadienses. La imagen, en la que está la foto
del carro, la fecha, la dirección y la velocidad a la que iba, ingresa en
nuestra base de datos y se emite un correo
Al usuario registrado en la CTE indicándole que ha sido
sancionado”. Doumet mencionó que la principal finalidad de esta medida
es reducir los accidentes de tránsito y por ende las muertes en las vías.
Agregó que en el último feriado fueron sancionadas unas 2.000
personas que manejaban carros. “Los conductores deben tomar
conciencia de lo importante que es respetar los límites de velocidad. Ya
tenemos resultados comparando los siniestros ocurridos en diciembre de
2013 y 2014, en que se registró una reducción de 32%.
El primer año hubo 1.335 casos y en 2014, 914. También, se
reportaron menos muertes: en 2013, 85; y el año pasado 66. “Hubo cero
accidentes de transporte público. Los radares fueron ubicados en puntos
críticos donde permanentemente hay exceso de velocidad y accidentes
de tránsito, por ejemplo en la vía a la Costa. Pero además en rectas,
cerca de los pueblos, en los que se determinó que existe riesgo. Sin
embargo, se los puede cambiar de ser necesario”, añadió el Director
Ejecutivo de la CTE.Doumet instó a los ciudadanos a actualizar sus datos
en la página de la CTE para que reciban de inmediato la notificación en
caso de que cometan alguna infracción y no tengan que esperar la
matriculación del automotor para enterarse y poder apelar en caso de
creerlo necesario.
Anexos 85
ANEXO Nº 20
SANCIONES Y DATOS
El exceso de velocidad dentro del rango moderado está
considerado como una contravención de tránsito de cuarta clase, multa
del 30% de la remuneración básica unificada (SBU) y reducción de 6
puntos en la licencia de conducir. En cambio, el exceso de velocidad fuera
de rango moderado es una contravención de tránsito de primera clase, 3
días de privación de libertad y una multa de un SBU.
Los dispositivos fijos transmiten los datos de la infracción en
tiempo real a la central de Comisión de Tránsito del Ecuador, donde es
validada. Luego envían la sanción por correo.
Michel Doumet pidió a los ciudadanos que actualicen sus datos en
la página de la CTE: www.comisiontransito.gob.ec para que puedan
recibir las notificaciones de las citaciones.
Los aparatos, que funcionan con energía solar, son ubicados en
sitios considerados de riesgo por la cantidad de accidentes, por ejemplo
en rectas y en los ingresos a las poblaciones, en las carreteras.
(http://www.telegrafo.com.ec/justicia/item/100-radares-fijos-con-camaras-
controlan-las-vias.html).
BIBLIOGRAFÍAS
Andrés Rodolfo Játiva Haro. (2010).
Castillo Reyes Jose Andres, P. G. (2005).
CTE.
Jairo Gustavo Taramuel Tatés. (2011).
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Suntaxi Suntaxi Victor Giovanni, H. D. (2010).
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