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PERFIL DE INVESTIGACIÓN DE TESIS
I. TITULO
“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO DE SEGURIDAD BIOMÉTRICO EN EL SISTEMA DIS ESTATICO PARA VEHÍCULOS TOYOTA”
II. RESPONSABLES
II.1. EJECUTOR
- Jaime Christian Lupaca Guevara
- Braulio Duran Gordillo
II.2. ASESOR DE TESIS
- Ing. Hugo Onque Llanque
III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el Mundo se conoce que el uso de los Sistemas de bloqueo electrónico se
maneja en algunas empresas e instituciones como medios de seguridad para su
protección ya que permiten controlar el ingreso y salida del personal autorizado
de una manera eficaz.
Las empresas públicas, empresas privadas, de los países de Sud América
utilizan los sistemas de bloqueo electrónico para realizar diversas tareas, ya sea
a través de la comparación de huellas, en los centros de cedulación, para el
control de acceso a cuentas bancarias, ya que este tipo de sistemas garantizan la
seguridad de sus bienes, logrando así que los resultados sean beneficiosos.
Mientras la venta de vehículos nuevos bate récords, los robos de carros también
han aumentado hasta en 5%, según la Policía. La capital lima registra la mayor
cantidad de estos atracos no obstante que en la región de puno va en incremento
el robo de vehículos. [1]
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Los sistemas de bloqueo electrónico en la región de puno se pueden aplicar en el
área del parque automotor, para tener un mejor incremento en la seguridad ya
que este sistema permite tener una interfaz hacia otros circuitos.
III.1. Problema General.
¿Qué incidencia tiene el uso de un dispositivo de seguridad para disminuir el
índice de robos en vehículos Toyota con encendido DIS estático?
III.2. Problemas Específicos.
¿Qué tipos de requerimientos físicos, tecnológicos son necesarios para el uso de
los sistemas de seguridad en vehículos Toyota?
¿Qué seguridad brindará los sistemas de bloqueo electrónico en los vehículos
Toyota?
¿Qué tipos de sistemas de seguridad son capaces de soportar cambios y
adaptarse a nuevas tecnologías?
¿Es factible la implementación del sistema de bloqueo dentro del vehículo para
brindar mayor seguridad?
¿Qué beneficios se obtendría con la implementación de un sistema de bloqueo
para la automatización DIS estático del vehículo Toyota?
IV. OBJETIVOS
IV.1. Objetivo general. implementar un dispositivo biométrico Adel en el sistema DIS estático para
vehículos Toyota yaris.
IV.2. Objetivos específicos. Diseñar y montar el dispositivo biométrico Adel en un entrenador DIS estático
Toyota yaris.
Analizar los sistemas de seguridad en vehículos Toyota yaris.
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Costear la implementación de un dispositivo biométrico Adel en el entrenador DIS
estático Toyota yaris.
V. HIPÓTESIS
V.1. Hipótesis General
La implementación de un sistema de seguridad en el encendido de un vehículo,
permitirá proporcionar un sistema seguro contra robos.
V.2. Hipótesis Específicas
el diseño y montaje del dispositivo biométrico en el entrenador DIS estático
Toyota, permitirá el acceso de la persona autorizada para el encendido del
entrenador.
El análisis de los sistemas de seguridad del vehículo Toyota permitirá la ubicación
estratégica del dispositivo biométrico.
El costo del diseño e implementación del sistema de seguridad y el entrenador de
encendido DIS estático no sobrepasara los dieciocho mil nuevo soles.
VI. ANTECEDENTES
El propósito es divulgar en el mercado vehicular nacional, las innovaciones
tecnológicas desarrolladas por la industria mundial en camiones, motores,
vehículos a gas, sistemas de seguridad, cajas controladas electrónicamente,
sistemas de inyección, sistemas de encendido y las nuevas tecnologías.
Esta tecnología se encuentra presente en nuestro país desde hace más una
década, tecnología que si bien ha sido desarrollada en países del primer mundo,
ha tenido que ser adoptada, investigada y evaluada para poder brindar servicios
de vanguardia y acordes a la nuevas exigencias que estos vehículos requieren
para un mantenimiento eficiente, que ya no requiere conocimientos limitados al
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campo mecánico simplemente, sino también conocimientos en otras áreas, como
la electrónica o la autotrónica propiamente dicha.
Previa la investigación Referente al tema de investigación, en las diferentes
bibliotecas de Universidades como la Universidad Nacional del Altiplano,
Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez e instituciones de la Región Puno.
No encontrándose ninguna referencia, acerca del tema de investigación.
Los antecedentes mostrados a continuación:
Implementación de un sistema de encendido tipo dis Proyecto final previo a
la obtención del título de ingeniero automotriz de la universidad salesiana
sede cueca. [2]
Implementación de un sistema de autenticación biométrica basado en huellas
digitales. Tesis de Graduación. Espoch, Riobamba. [3]
VII. JUSTIFICACION
El proyecto se justifica en la necesidad de una investigación científica
complementaria a la especialidad de autotrónica, siendo esta parte de un proceso
del avance tecnológico en la industria del automóvil.
La industria automotriz a nivel nacional específicamente en la región Puno, se
encuentra relativamente atrasada con respecto a las nuevas tecnologías
existentes, sobre todo si es comparada con países desarrollados.
En la era actual es de gran importancia contar con un sistema de seguridad para
salvaguardar a los vehículos, ya que permitirá a los propietarios o empresas del
parque automotor tener un mejor control de sus vehículos.
Esta investigación nace de la necesidad de incrementar el nivel de seguridad
para los propietarios de vehículos, buscando así integrar un bloqueo electrónico
donde solo permita tener acceso a los usuarios registrados.
La utilización del sistema de seguridad servirá para proveer un control al acceso
del encendido del vehículo porque a través de esta aplicación tecnológica se
busca incrementar el nivel de seguridad para los automóviles.
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La investigación es viable, pues se dispone de los recursos necesarios para
llevarlo a cabo, puesto que el proyecto de investigación servirá como banco de
aprendizaje, ya que al tener los componentes electrónicos en funcionamiento se
puede deducir los principios de operación, además constatar los criterios y teorías
infundados en la etapa de aprendizaje de los estudiantes.
Otro interés para esta investigación, es que los resultados permitirán interactuar
con nuevos sistemas tecnológicos dentro del área de autotrónica no solo para un
vehículo en particular sino para las empresas, cooperativas, concesionarios de
autos en general que desarrollan sus actividades dentro de la región y del país.
Este proyecto de investigación del sistema de seguridad para los vehículos no
solo solucionara el problema que tienen los propietarios de los vehículos, sino
que también aportará con un amplio conocimiento para quienes investiguen sobre
este tema ya que dispondrá de un proyecto muy útil para los estudiantes.
VIII. MARCO TEORICO
VIII.1. SISTEMAS DE ENCENDIDO
El sistema de encendido o sistema de ignición es muy importante para el buen
funcionamiento del motor ya que afecta de manera directa su consumo de
combustible, y por lo tanto su rendimiento.
El sistema de encendido se encarga primordialmente de aportar la energía que
necesita el motor de combustión para mantener los ciclos que describe por sí
mismo.
VIII.1.1. Sistemas de encendido de un vehículo
Existen 2 tipos diferentes de sistemas de ignición los cuales son muy importantes
y éstos son:
• Encendido convencional (platinos y condensador).
• Encendido electrónico.
8.1.1.1. Sistema de encendido con platinos y condensador
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Los antiguos sistemas de encendido utilizaban unos contactos que abrían y
cerraban un circuito. A estos elementos se les conocían como platinos y tenían un
condensador para permitir el corte instantáneo de corriente.
En la figura 8.1 se indica las partes de un sistema con platinos.
Figura 8.1 Partes de un sistema de encendido con platinos y condensador
Fuente: Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México
8.1.1.2. Sistema de encendido electrónico
Los sistemas de encendido electrónico no tienen platinos y condensador pero
cuentan con elementos que hacen la misma función que ellos.
Los sistemas de encendido electrónico tienen las siguientes características:
1.-No requieren una calibración continua.
2.-No hay desgaste debido a que no hay contacto físico entre sus componentes.
3.-Al aumentar las revoluciones del motor no pierde eficiencia el sistema.
4.-Tienen una gran duración (del orden de años).
5.-Son altamente confiable.
6.-No requieren mantenimiento periódico.
En algunos casos pueden ser el reluctor y la pastilla magnética, el sensor óptico o
el de efecto Hall los que producen este funcionamiento como se muestra en la
figura 8.2. Estos sistemas permiten producir mayores voltajes para generar la
chispa en las bujías, éste puede ser de hasta 40,000 volts, además de que
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permiten tener mejor respuesta a altas revoluciones. Son mucho más confiables
que los sistemas de encendido con platinos y condensador, ya que no requieren
calibración ni mantenimiento periódico. [4]
Figura 8.2 Partes de un sistema de encendido electrónico
Fuente: Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México
Encendido convencional mediante bobina
La estructura básica de un sistema de encendido electrónico se, muestra en la
figura8.5 donde se ve que la corriente que atraviesa el primario de la bobina es
controlada por un transistor (T), que a su vez está controlado por un circuito
electrónico, cuyos impulsos de mando determinan la conducción o bloqueo del
transistor. Un generador de impulsos (G) es capaz de crear señales eléctricas en
función de la velocidad de giro del distribuidor que son enviadas al formador de
impulsos, donde debidamente conformadas sirven para la señal de mando del
transistor de conmutación.
El funcionamiento de este circuito coloca la base de transistor de conmutación a
masa por medio del circuito electrónico que lo acompaña, entonces el transistor
conduce, pasando la corriente del primario de la bobina por la unión emisor
colector del mismo transistor. En el instante en el que uno de los cilindros del
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motor tenga que recibir la chispa de alta tensión, el generador G crea un impulso
de tensión que es enviado al circuito electrónico, el cual lo aplica a la base del
transistor, cortando la corriente del primario de la bobina y se genera así en el
secundario de la bobina la alta tensión que hace saltar la chispa en la bujía.
Pasado este instante, la base del transistor es puesta nuevamente a masa por lo
que se repite el ciclo.
Figura 8.3 Estructura básica de un encendido electrónico
Fuente: http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico-sin-contactos.htm
Unidad de control de encendido
La unidad de control o centralita electrónica de encendido recibe los impulsos
eléctricos que le envía el generador de impulsos desde el distribuidor, esta
centralita está dividida en tres etapas fundamentales como son:
Modulador de impulsos
Mando de ángulo de cierre
Estabilizador
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El modulador de impulsos transforma la señal de tensión alterna que le llega del
generador de inducción, en una señal de onda cuadrada de longitud e intensidad
adecuadas para el gobierno de la corriente primaria y el instante de corte de la
misma. Estas magnitudes (longitud e intensidad de impulsos), son independientes
de la velocidad de rotación del motor como se muestra en la figura 8.4.
El estabilizador tiene la misión de mantener la tensión de alimentación lo más
constante posible. El mando del ángulo de cierre varia la duración de los
impulsos de la señal conformada de onda cuadrada en función de la velocidad de
rotación del motor.
Figura8.4 Unida de control de encendido
Fuente: http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico-sin-contactos.htm
En el futuro, el encendido electrónico también podría ser realizado poniendo un
dedo en un campo de prueba, donde las características de la huella dactilar son
comprobadas. El encendido electrónico puede ser manejado por su propio
dispositivo de control o por el ordenador de bordo. [5]
VIII.2. .Sistemas biométricos
Con la evolución de las tecnologías asociadas a la información, nuestra sociedad
está cada día más conectada electrónicamente. Dentro de la amplia gama de
posibles actividades que pueden automatizarse, aquella relacionada con la
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capacidad para establecer la identidad de los individuos ha cobrado importancia y
como consecuencia directa, la biometría se ha transformado en un área
emergente.
VIII.2.1. Biometría
“La biometría es el estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único
de humanos basados en uno o más rasgos conductuales o físicos intrínsecos. El
término se deriva de las palabras griegas “bios” de vida y “metron” de medida.
La “biometría informática” es la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas
sobre los rasgos físicos o de conducta de un individuo, para “verificar”
identidades o para “identificar”. [6]
Todos los seres humanos tenemos características morfológicas únicas que nos
diferencian, los métodos de identificación y autenticación de los seres humanos
se lo realiza a través de características fisiológicas como la huella digital, iris y
retina, reconocimiento facial, geometría de la mano y la de características de
comportamiento como la firma, voz, dinámica del teclado o se puede realizar una
combinación de tecnologías. [7]
8.2.1.1. Arquitectura y Medidas de Desempeño de un Sistema Biométrico
Los dispositivos biométricos poseen tres componentes básicos:
En la figura 8.7 se indica que el primero se encarga de la adquisición análoga o
digital de algún indicador biométrico de un individuo, como por ejemplo, la
adquisición de la imagen de una huella dactilar mediante un escáner. El segundo
maneja la compresión, procesamiento, almacenamiento y comparación de los
datos adquiridos con los datos almacenados y el tercer componente establece
una interfaz con aplicaciones ubicadas en el mismo u otro sistema.
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Fig8.7 Arquitectura de un Sistema Biométrico
Fuente: http://redyseguridad.fi-p.unam.mx/proyectos/biometria/basesteoricas/arquitectura.html
IX. MARCO CONCEPTUAL
IX.1. DIS ESTATICO
El sistema de encendido DIS (Direct Ignition System) también llamado sistema de
encendido sin distribuidor (Distributorless Ignition System), se diferencia del
sistema de encendido tradicional en suprimir el distribuidor, con esto se consigue
eliminar los elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías.
Para analizar el funcionamiento de esta bobina, lo primero que se debe tener claro
es que la forma que se utiliza para generar la chispa es exactamente igual al
explicado en las bobinas con 3 cables con lo cual lo único que las diferencia es
que la de 4 pines envía una señal al PCM cada vez que se genera una inducción
en el primario. [8]
Fig8.8 esquema eléctrico DIS estático
Fuente: www.equipoautomotrizjavaz.com
IX.2. ECU
Pues bien, la ECU (engine control unit) es una unidad de control electrónico que
administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor. Las
unidades de control de motor más simples sólo controlan la cantidad de
combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. Las más
avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las
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válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor, y control de otros
periféricos. [9]
Las ECUs programables son requeridas en situaciones en las que las
modificaciones después de la venta son importantes para el comportamiento final
del motor. Entre estas situaciones se incluyen la instalación o cambio del
turbocompresor, intercooler, tubo de escape, o cambio a otro tipo de combustible.
Como consecuencia de estos cambios, la antigua ECU puede que no provea de un
control apropiado con la nueva configuración. En estas situaciones, una ECU
programable es la solución. Éstas pueden ser programadas/mapeadas conectadas
a un computadora portátil mediante un cable USB, mientras el motor está en
marcha.
Fig8.9 unidad de control electrónico
Fuente: Senati encendido electrónico
IX.3. SISTEMAS BIOMETRICOS
Con la evolución de las tecnologías asociadas a la información, nuestra sociedad
está cada día más conectada electrónicamente. Dentro de la amplia gama de
posibles actividades que pueden automatizarse, aquella relacionada con la
capacidad para establecer la identidad de los individuos ha cobrado importancia y
como consecuencia directa, la biometría se ha transformado en un área
emergente.
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La “biometría informática” es la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas
sobre los rasgos físicos o de conducta de un individuo, para “verificar”
identidades o para “identificar”. [6]
X. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
X.1. Variables independientes: Sistema de seguridad mediante el bloqueo electrónico
en el encendido de un vehículo
X.2. Variables dependientes: Sistema de seguridad contra robos.
XI. MÉTODO DE LA INVESTIGACIÓN
XI.1. Método de investigaciónEl presente proyecto de investigación se enfoca en el paradigma cualicuantitativo,
porque fue necesario conocer el problema analizarlo y contextualizarlo, la
información proporcionada sirvió de referencia para interpretarla con el sustento
científico y profesional, permitió solucionar el problema, además se requirió
información de la población involucrada en este tema.
Según el propósito de la investigación este proyecto se pretende implementar en
la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez sede Puno para lo cual sería de
tipo experimental.
XI.2. Tipo de investigaciónDurante este proceso de investigación se ha de utilizar los conocimientos
obtenidos en esta investigación, y con ello traer beneficios a la sociedad. Por ende
el tipo de investigación será aplicada.
XI.3. Población y muestra
XI.3.1. PoblaciónLa población son las Cooperativas y/o empresas de Transporte, personas
propietarias de vehículos de la ciudad de puno.
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XI.3.2. MuestraLa muestra se tomó en base a la empresa de transportes san pedro de la ruta
Puno - Juliaca la misma que está conformada por 60 socios.
XI.4. Técnicas e instrumentos
XI.4.1. TécnicaUn aspecto muy importante en elproceso de una investigación es el que tiene
relación conla obtención de la información, pues de ello depende la
confiabilidad y valides deestudio.
Esta etapa de recolección de información e investigación se desarrolló realizando
una encuesta, puesto que es una de las técnicas de recolección de información
más usadas, apesar de que cada vez pierde mayor credibilidad por el sesgo de
las personas encuestadas.
La encuesta se fundamenta en un cuestionario o conjunto de preguntas que se
preparan con elpropósito de obtener información de las personas respecto a la
seguridad de un vehículo.
XI.4.2. Instrumento
El proceso de esta etapa se desarrolló mediante un cuestionario de siete
preguntas, dada la importancia que tiene el cuestionario en este proceso de
investigación, pues es uno de los recursos más utilizados (a veces el único) para
obtener la información de la investigación.
XII. ÁMBITO DE ESTUDIO
El presente investigación se desarrolla íntegramente en los laboratorios de la
carrera profesional de INGENIERÍA MECATRÓNICA de la Universidad Andina
Néstor Cáceres Velásquez, y paralelamente en el CENTRO DE INSPECCIÓN
TÉCNICA VEHICULAR DEL SUR S.R.L.
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XIII. RECURSOS HUMANOS
Será desarrollado en su totalidad por los responsables de la investigación
XIV. RECURSOS ECONÓMICOS
XIV.1. Costos de Recursos Humanos
Todos los rubros serán cubiertos por el investigador.
XIV.2. Costos de recursos materiales
MATERIALESDescripción Cantidad Valor
/UnitarioTotal
(soles)Motor de C.I. con encendido DIS 1 10000 10000.00
Modulo biométrico 1 3000 3000.00
microcontrolador 1 50 50.00
LCD LM 16*2 1 20 20.00Zócalos (40,4) pines 10 1,00 10.00Resistencias 24 0,20 5.00
Cristal oscilador 20 MHz 1 5 5.00Diodo 1N4148 14 0,50 7.00Sensor infrarrojo 1 30 30.00Transistor 2N3904 9 1 9.00Capacitor de1000 μf a 16V 1 1 1.00Puente de diodos 1 4 4.00Conector DB9 1 15 15.00Cable # 22 en metros 5 1 5.00Cable #20 en metros 6 1 6.00Bus de datos/metros 2 5 10.00Motor de seguros eléctricos 2 30 60.00Sockets de 6 patas 4 2 8.00
Terminales de cobre 24 0,5 7.00Relés electromagnéticos 3 10 30.00Sockets de relés 3 2 6.00
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Taladro 1 50 50.00
Amarras/ unidades 20 0,50 10.00
Cable UTP/metros 2 2 4.00TOTAL 13352.00
INSUMOS
Descripción UNIDAD CantidadValor
/UnitarioTotal
(soles)Equipo de cómputo( alquiler) horas 150 1.00 120.00
fotocopia unidad 500 0,10 50.00
Papel bon millar 3 14 42.00
Tinta de impresora (recarga) unidad 4 20 80.00
Impresión de borrador unidad 500 0.20 10.00
Impresión de originales unidad 1000 0.20 20.00
Baquelita global 1 20 20.00
Estaño global 1 10 10.00
Cloruro Férrico global 1 20 20.00
Cautín global 1 30 30.00
Caja para el circuito global 2 60 120.00
Pasta global 1 10 10.00
Quemador de PIC global 1 120 120.00
Fuente DC global 1 50 50.00
Transporte global 1 200 200.00
TOTAL s/ 902.00
Presupuesto Total del Proyecto
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PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO
Rubro Aporte propio Total
Materiales 9652.00 13352.00Insumos 902.00 902.00Imprevistos 500.00 1000.00TOTAL S/ 15254.00
XV. FINANCIAMIENTO
El presente trabajo será autofinanciado por los responsables de la ejecución de
la investigación.
XVI. ASPECTO ADMINISTRATIVO
El tiempo estimado para el desarrollo del presente trabajo de tesis es de seis
meses a partir del inicio de la aprobación del presente trabajo de tesis por el
Honorable Concejo Directivo de la Facultad de Ingeniería y ciencias puras.
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XVII. CRONOGRAMA
ACTIVIDADES 2014
Julio Agosto Septiembre Octubre NoviembreRevisión de bibliografía XRecopilación de Información XAdquisición de equipo XPruebas XDesarrollo del proyecto XAnálisis, prueba de componentes y redacción
X X
Pruebas finales XPresentación y Sustentación X
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BIBLIOGRAFIA
[1] PERU 21 temas de actualidad extraído el 10 de noviembre del 2013 desde:http://peru21.pe/actualidad/cuidado-aumenta-robo-vehiculos.
[2] tesis de grado implementación de un sistema Dis universidad salesiana sede cueca
[3] Implementación de un sistema de autenticación biométrica basado en huellas digitales. Tesis de Graduación. Espoch, Riobamba.
[4] Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México.
[5] Mecánica virtual, (s.f), Extraído 26 Abril 2011 desde:http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico
[6] Wikipedia. Extraído el 12 de noviembre del 2013 desde:http://es.wikipedia.org/wiki/Biometr%C3%ADa
[7] Unam, (s.f), extraído 10 de Octubre 2010 desde:http://redyseguridad.fip.unam.mx/proyectos/biometria/basesteoricas/arquitectura.
[8] Equipo automotriz javaz www.equipoautomotrizjavaz.com
[9] Senati Mecatrónica automotriz encendido electrónico técnicos industriales.
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