“sistema antirrobo con rastreo vehicular” …148.206.53.84/tesiuami/uami12506.pdf · en el...
TRANSCRIPT
“SISTEMA ANTIRROBO CON RASTREO VEHICULAR” “S. A. R. V.”
“PROYECTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA”
ASESOR:
MTRO. ALEJANDRO MARTÍNEZ GONZALEZ
ALUMNO: JOEL YAZBEK BUENDÍA GÓMEZ
- 1 -
INDICE OBJETIVO 1 INTRODUCCIÓN 1 ESTADO DEL ARTE 2 DESARROLLO: 13 Etapa a):
ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS 13 Etapa b):
DISEÑO DE OBJETOS 14 Etapa c):
IMPLEMENTACIÓN 45 CONCLUSIONES 53 REFERENCIAS 54
- 1 -
OBJETIVO
Analizar las propuestas de sistemas antirrobo actuales y rastreo vehicular, para realizar el diseño de un sistema antirrobo el cual proteja un automóvil, con la opción de rastreo vehicular por GPS, con comunicación hacia un teléfono celular por medio de GPRS.
INTRODUCCIÓN En la actualidad el riesgo de robo de automóviles ha forzado a la industria automotriz a realizar mejores sistemas antirrobo. De acuerdo con información de la Asociación Mexicana de Instituciones de Seguros (AMIS), durante 2004 fueron hurtados en la República Mexicana un total de 44 mil 959 automóviles asegurados que comparados contra 46 mil 873 unidades robadas durante 2003 representa una reducción de 4.2%. Entidades como el Distrito Federal, y el estado de Jalisco han visto disminuir sus cifras de 19 mil 92 unidades a 17 mil 435 y de 4 mil 714 a tres mil 654, respectivamente. Sin embargo, el Estado de México y el resto del país reportan crecimientos como consecuencia de la transferencia del delito, es decir, los delincuentes emigran hacia otros estados. Cabe destacar que el ilícito se ha visto frenado debido a los dispositivos de seguridad implementados por los fabricantes de las unidades, quizás por ello los delincuentes recurren a la violencia para posesionarse de los vehículos, una muestra es que el robo con violencia se incrementó hasta alcanzar los 47 puntos porcentuales. Los diez vehículos más robados fueron los modelos Tsuru, Volkswagen sedán, Jetta, Nissan de carga, Chevy Monza, Pointer, Sentra, Golf, Platina y Stratus
- 2 -
ESTADO DEL ARTE Análisis del mercado En el mercado se encuentra una gama amplia de alarmas, desde las más completas hasta las más sencillas con sistema básico que implementa la compañía en su fabricación, comenzamos el estudio con las alarmas que tienen integradas de fabrica los automóviles. Sistemas Antirrobo de Fabrica: En resumen, el sistema que más se utiliza es un modulo que contiene todo un sistema de adquisición de datos, el cual informa al módulo todos los datos desde la activación, desactivación e informa el estado del automóvil. El estado del automóvil se monitorea mediante switches de actuado físico los cuales están dispuestos en las puertas, cofre y cajuela, teniendo una combinación con la activación en algunos casos. Cuando se abre una puerta, mediante acción de la llave la chapa tiene un modulo que envía la señal de activación o desactivación al modulo antirrobo, también algunos automóviles tienen el sistema remoto, el cual ejecuta la misma acción por medio de una señal de radio frecuencia codificada que va directo al modulo de acceso remoto, este puede controlar los seguros de las puertas. Estas señales indican el estado de la alarma, dicho modulo esta conectado directamente a la corriente del automóvil y a la computadora principal. Cuando se activa la alarma, envía señales al modulo principal el cual bloquea el sistema de ignición, el modulo emite señales audibles regularmente mediante el claxon del automóvil, también emite señales visuales por medio de los faros y las luces traseras. Depende del fabricante la complejidad de este sistema, así como la codificación del mismo, son sistemas seguros en el mercado. A continuación se muestran diagramas de algunos sistemas antirrobo:
- 3 -
Figura 1
Figura 2
- 4 -
Figura 3
Figura 4
- 5 -
Figura 5
Sistemas comerciales: Cabe mencionar que por la amplia variedad de sistemas existentes, no me es posible documentar todos los tipos, por lo cual únicamente mencionaré algunos similares a este proyecto. El sistema GPS y GPRS ya es usado en algunas alarmas teniendo como atractivo conocer siempre la ubicación del vehículo y poder transmitir mensajes de estado que son importantes para flotillas. Estas alarmas manejan la siguiente función básica: Mediante un sistema de RF se activa y desactiva la alarma. En caso de que la alarma este activada y se abra algún acceso al automóvil, el sistema puede realizar varias acciones, desde mandar mensajes de disstress (pánico) para que el usuario tome la decisión de que procedimiento se llevara a cabo. Mandan su posición actual y pueden esperar comandos para efectuar algunas acciones, como detener la unidad, activar la alarma audible y visual, etc. A continuación se muestra el tríptico de la alarma x28 Modelo línea F que es muy parecida a los objetivos marcados en este proyecto
- 6 -
- 7 -
- 8 -
Análisis Sistema Comercial: Se analizo físicamente un sistema comercial A. S. S. instalada en un Chevy modelo 1998, este cuenta con mando de RF el cual activa o desactiva esta alarma, sensor de choque, detección de apertura de puertas, cofre y cajuela, así como función de valet y activación automática. Aquí podemos decir que el sensado de puertas se hace mediante dos pines que reciben la misma señal, cuando se abre una puerta, en este pin se puede leer 12V y cuando se cierra se puede leer 0V con referencia a tierra. El sensor de Choque es un actuador magnético el cual tiene un imán suspendido, este, al moverse induce una corriente la cual es cuantificable y entrega una señal. Este sensor tiene tres pines de conexión VCC, GND y Señal, la cual se puede calibrar por medio de un potenciómetro. Para el sistema de RF en control portátil utiliza como base el circuito ASLIC AX5326P-3 y el receptor esta conectado directamente en la unidad central de la alarma.
- 9 -
Tabla 1 Características Comerciales
características / marca modelo HORNET EXTREME EXTREME scenic phoenix digital A.S.S. A.S.S. viper viper X-28 Ponderac
ión 554 6000 3000 14 pd-144 SS300H d7600 3000 5000 Linea F
Protección puertas X X X X X X X X X X 20
Protección cofre X X X X X X X X X X 10
Protección cajuela X X X X X X X X X X 10
2 controles o más X X X X X X X X X X 10
sensor de Chone X X X X X X X X X X 10
corta corriente X X X X X X X X X X 15
sistema antirrobo X X X X X X X X X X 20
Botón de pánico X X X X X X X X X X 10
Valet X X X X X X X X X X 10
alerta audible y visual X X X X X X X X X X 10
led indicador X X X X X X X X X X 5
Canales de Salida X X X 10
Armado automático X X X 10
Tranceptor Leds X 5
Apertura y cierre de seguros por transmisor X X X X X X X X X 10
Sensor de presencia X 10
Sensor de ruptura de vidrios X 10
Sensor volumétrico por ultrasonido X 10
COSTO 550 650 600 700 580 700 1500 1300 2700 2000 Sistemas GPS Únicamente es un transmisor que se activa por medio de la alarma y puede realizar acciones definidas por las salidas que incluye Esto por medio de la empresa que lo provee
COSTO Pago inicial 8500 Pago
mensual 800 100
Navigation un switch entre los pedales activa la señal de alarma y la empresa da aviso a la secretaria de seguridad publica y a tres teléfonos que sean proporcionados por el usuario. este sistema no interfiere con la alarma y puede activarse automáticamente o manualmente.
COSTO 9000 Único Pago
100
- 10 -
Tabla 3 Características e Índice de Funcionalidad SARV
Características / SARV SARV Full
Ponderación
Protección puertas X 20
Protección cofre X 10
Protección cajuela X 10
2 controles o más X 10
sensor de chone X 10
corta corriente X 15
sistema antirrobo X 20
Botón de pánico X 10
Valet X 10
alerta audible y visual X 10
led indicador X 5
Canales de Salida Auxiliares X 10
Armado automático X 10
Tranceptor Leds 5
Apertura y cierre de seguros por transmisor X 10
Sensor de presencia X 10
Sensor de ruptura de vidrios X 10
Sensor volumétrico por ultrasonido X 10
Rastreo Vehicular (GPS) X 100
Comunicación Celular (GPRS) X 100
Total 395
395/185
Índice de Funcionalidad 2.135
Tabla 2 Índice de Funcionalidad Comerciales
Ponderación/Modelo HORNET EXTREME EXTREME SCENIC PHOENIX DIGITAL
A.S.S. A.S.S. VIPER VIPER X-28 GPS ENT
NAVIGATION
554 6000 3000 14 pd-144 SS300H d7600 3000 5000 Linea F 100
Calificación 140 140 140 140 140 140 140 165 160 185 100 100
140/185 140/185 140/185 140/185 140/185 140/185 140/185 165/185 160/185 185/185 100/185 100/185 Índice de funcionalidad
0.756 0.756 0.756 0.756 0.756 0.756 0.756 0.891 0.756 1 0.540 0.540
- 11 -
Grafica 1Funcionalidad de Sistemas
0.756 0.756 0.756 0.756 0.756 0.756 0.756
0.891
0.756
1
0.54 0.54
2.135
0
0.5
1
1.5
2
2.5
HO
RN
ET
554
EX
TR
EM
E 6
000
EX
TR
EM
E 3
000
SC
EN
IC
PH
OE
NIX
DIG
ITA
L
A.S
.S. S
S30
0H
A.S
.S. d
7600
VIP
ER
300
0
VIP
ER
500
0
X-2
8 LI
NE
A F
GP
S E
NT
NA
VIG
AT
ION
SA
RV
Marcas
Ind
ice
Fu
nci
on
al
Tabla 4 Costos
Marca Modelo ÍNDICE DE
COSTO HORNET 554 550/9000 0.061
EXTREME 6000 650/9000 0.072
EXTREME 3000 600/9000 0.067
SCENIC 700/9000 0.078
PHOENIX DIGITAL 580/9000 0.064
A.S.S. SS300H 700/9000 0.078
A.S.S. d7600 1500/9000 0.16
VIPER 3000 1300/9000 0.14
VIPER 5000 2700/9000 0.3
X-28 LINEA F 2000/9000 0.22
GPS ENT 8500/9000 0.94
NAVIGATION 9000/9000 1
- 12 -
Grafica 2Costo de los Sistemas
0.061 0.072 0.067 0.078 0.064 0.078
0.16 0.14
0.3
0.22
0.941
0.33
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
HO
RN
ET
554
EX
TR
EM
E 6
000
EX
TR
EM
E 3
000
SC
EN
IC
PH
OE
NIX
DIG
ITA
L
A.S
.S. S
S30
0H
A.S
.S. d
7600
VIP
ER
300
0
VIP
ER
500
0
X-2
8 LI
NE
A F
GP
S E
NT
NA
VIG
AT
ION
SA
RV
Marcas
Ind
ice
de
Pre
cio
Tabla 5 Funcionalidad con respecto a Costo
Marca Modelo
Índice Funcionalidad
Índice Costo
Funcionalidad/Costo
HORNET 554 0.756 0.061 12.93
EXTREME 6000
0.756 0.072 10.5
EXTREME 3000
0.756 0.067 11.28
SCENIC 0.756 0.078 9.69 PHOENIX DIGITAL
0.756 0.064 11.81
A.S.S. SS300H
0.756 0.078 9.69
A.S.S. d7600 0.756 0.16 4.725
VIPER 3000 0.891 0.14 6.36
VIPER 5000 0.756 0.3 2.52
X-28 LINEA F 1 0.22 4.54
GPS ENT 0.540 0.94 0.57
NAVIGATION 0.540 1 0.54
SARV 2.135 0.33 6.46
- 13 -
Grafica 3Indice Funciones contra Costo
12.93
10.5
11.28
9.69
11.81
9.69
4.725
6.36
2.52
4.54
0.57 0.54
6.46
0
2
4
6
8
10
12
14
HO
RN
ET
554
EX
TR
EM
E 6
000
EX
TR
EM
E 3
000
SC
EN
IC
PH
OE
NIX
DIG
ITA
L
A.S
.S. S
S30
0H
A.S
.S. d
7600
VIP
ER
300
0
VIP
ER
500
0
X-2
8 LI
NE
A F
GP
S E
NT
NA
VIG
AT
ION
SA
RV
Marca
Ind
ice
Fu
nC
os
En la Gráfica 1 podemos observar que las funciones de nuestro prototipo estarán muy por arriba de lo que pueden ofrecer los sistemas comerciales. En la Grafica 2 se muestra con el estimado de costo de $3000.00 que esta por arriba de los equipos básicos pero muy por debajo de los sistemas de rastreo vehicular por GPS. La Gráfica 3 nos muestra que nuestro Sistema se posicionaría muy bien ya que las características de funcionalidad y el precio están en un rango medio. Con este análisis de mercado podemos concluir que el Sistema de Antirrobo con Rastreo Vehicular SARV es necesario en su implementación.
- 14 -
DESARROLLO
Etapa a)
Análisis de Requerimientos. En el estado del arte pudimos comparar los dos sistemas de protección vehicular principales como son el sistema comercial y el sistema original instalado por el fabricante. Asimismo identificar ya en la matriz adyacente los requerimientos y obtener las líneas de activación de la alarma y de los actuadores que vamos a utilizar, así como las necesidades para conectar los módulos del GPS y GPRS. El primer requerimiento es obtener datos de las líneas de algunos sensores del vehiculo como son: puertas, cofre, cajuela, switch de encendido, sensor de choque, así como el sensado del botón de valet parking, estas serían las principales entradas de una alarma comercial. Asimismo nuestro sistema podrá captar la señal de un sistema de alarma ya instalado y ocupar los elementos y configuración del mismo, dejando libre un PIN para alguna señal auxiliar. Por lo tanto, podrá nuestro sistema manejara hasta 8 bits de entrada, esto representa el objeto SARV puerto de entrada dentro de los objetos de nuestro diseño. El segundo requerimiento es tener señales, salida a los actuadores, también son obtenidos según los sistemas comerciales que serán los actuadores: sirena, luces, switch, cortacorriente, y un led de estatus. Así como una señal para encender el modulo del GPS, el cual será únicamente encendido si la programación así lo requiere aquí tenemos dos señales extra para obtener un total de ocho bits y determinar el objeto SARV puerto de salida El tercer requerimiento es un sistema de alimentación regulado, el cual toma el voltaje del vehiculo que es de 12 volts y lo regula a 5 volts que es el voltaje TTL que usaremos y de esta forma conseguimos el objeto SARV alimentación El cuarto requerimiento es un sistema que controle la entrada y la salida de estos datos, para el cual se utilizara un microcontrolador del fabricante Microchip de la gama alta, matricula 18F8720, se toma este PIC por el manejo de las dos USART que contiene, este será denominado objeto SARV control.
- 15 -
Para el quinto requerimiento se utilizaran dos módulos uno GPS y otro GPRS que serán comunicados hacia el control por el protocolo RS-232 y esto genera nuestro objeto SARV módulos, utilizaremos genéricos (OEM). El sexto y último requerimiento es detectado al surgir la necesidad de conectar nuestro control hacia los módulos. Para resolver este problema se hará uso de un circuito de interfaz el cual cambie el voltaje TTL a voltaje RS-232, para esto utilizaremos el circuito de la marca TEXAS con matricula MAX-232
Etapa b)
Diseño de Objetos. Los objetos Los objetos del sistema se pueden visualizar en el siguiente diagrama a bloques:
- 16 -
Diagrama1 Sistema De Rastreo y Alarma UAM-I
Control
18F8720
MAX-232
Interfase
Entrada
Opto
acopladores
Tarjeta
GPS
Tarjeta
GPRS
Interfase
Salida
Relevadores
Puertas
Cofre
Cajuela
Switch
Sensor de
Choque
Valet
Sistema
Antirrobo
Otro
B
U
S
8
B
I
T
s
Puerto B
Puerto C
B
U
S
8
B
I
T
S
Sirena
Luces
Switch
Status Led
Corta
Corriente
GPS
Otro
Otro
RS232
Antena Antena
RS232
RG1 RG2 RC7 RC6
Tarjeta de Control
Puerto Serial
PC Para
Configuración
Bus 8 Bits
Bus 8 Bits
- 17 -
Objeto SARV puerto de entrada en el diseño de este objeto se pensó en aislar los circuitos de nuestro control de los circuitos del vehiculo, es por esto que se utiliza un opto acoplador de la marca SHARP de matricula PC817, con encapsulado DIP, el cual separa los circuitos por medio de un diodo infrarrojo y un fototransistor, que tiene un arreglo de cuatro opto acopladores. Es implementado con el siguiente esquema:
Figura 6
Las características eléctricas del optoacoplador de entrada y salida se presentan en la siguiente tabla:
Tabla 6
- 18 -
La hoja de datos nos propone la siguiente polarización la cual es considerada para nuestro sistema:
Figura 7
Con las características antes mencionadas realice el siguiente diseño:
Diagrama 2
cof re
switchin
v alet
alarma
aux
sensormov
cajuela
5v olts
puertas
gnd
R15 470
R1810k
JP2
Entrada
123456789
101112
R7 470
R2010k
R8 470
R16 470
R1710k
PC817
12345678 9
10111213141516
R1910k
- 19 -
Objeto SARV puerto de Salida: En esta etapa utilizamos el mismo principio, aislar nuestra tarjeta del circuito del vehículo, por lo cual para las señales que interactúan ponemos un relevador para acoplar nuestros circuitos. El relevador que se utilizara es el de la maca SUNHOLD de matricula THD-0501L que se muestra a continuación:
Figura 8
Dicho relevador cuenta con las siguientes caracteristicas eléctricas:
Tabla 7
NOMINAL VOLTAGE
(VDC)
COIL RESISTANCE
( ) (+/- 10%)
POWER CONSUMPT
-ION (W)
NOMINAL CURRENT (mA) (+/-
10%)
PULL IN VOLTAGE
(VDC)
DROP OUT VOLTAGE
(VDC)
MAX. ALLOWABLE
VOLTAGE (VDC)
3V 20 150.0 mA
5V 56 89.3 mA
6V 80 75.0 mA
9V 180 50.0 mA
12V 320 37.5 mA
24V 1280
0.45W
18.8 mA
70% MAX. 10 % MIN. 130 %
- 20 -
Las características de salida eléctricas del relevador son:
Tabla 8
3A
Rated Carrying Current DC 24V 3A DC 30V 1A
AC 120V 2A
Max. Allowable Current 3A
Max. Allowable Voltage AC 120V DC 60V
Max. Current (continual) 3A
Min. Load DC 1V 1mA
Contact Material Ag alloy
Para este dispositivo se crea el foot print con las dimensiones dadas en la hoja de especificaciones y se muestran a continuación:
Figura 9
- 21 -
Con el siguiente diagrama de conexión
Figura 10 Este relevador fue seleccionado por su tamaño y por sus características eléctricas, las cuales exceden los requerimientos asegurando el optimo funcionamiento de nuestro objeto. Dicho relevadores deben ser controlados por el PIC, pero no directamente, por lo que se utiliza un Driver de matricula ULN2003, el diagrama de conexión de este circuito se muestra a continuación:
Figura 11
- 22 -
El diagrama lógico y el esquemático de cada par de arreglo de transistores es el siguiente
Diagrama 3
- 23 -
Este circuito integrado tiene las siguientes características eléctricas:
Tabla 9
El siguiente diagrama es considerado por la aplicación que vamos a utilizar:
Figura 12
- 24 -
El circuito que se muestra a continuación será utilizado en su encapsulado D (R-PDSO-G16), que es de montaje superficial
Figura 13
El diagrama esquemático de este objeto es el que se muestra a continuación:
sirena
luces
switchout
cortacorriente
gps
led
aux2
aux3
gnd
5v olts
5v olts
5v olts
5v olts
5v olts
5v olts
gnd
12v olts
gnd
12v olts
gnd
12v olts
gnd
12v olts
gnd
5v olts
U11
ULN2003
12345678 9
10111213141516
1B2B3B4B5B6B7BE COM
7C6C5C4C3C2C1C
K1
RELAY SPDT
14
532
K2
RELAY SPDT
14
532
K3
RELAY SPDT
14
532
K4
RELAY SPDT
14
532
JP4
8 HEADER
12345678
K5
RELAY SPDT
14
532
Diagrama 4
- 25 -
SARV alimentación: Tomamos alimentación directa del vehículo la cual es de 12Volts y lo regulamos con el regulador de la marca Texas MC7805 con encapsulado TO-20 el cual tiene las siguientes características eléctricas:
Figura 14
A continuación se muestran las características eléctricas de dicho regulador:
Tabla 10
- 26 -
De las aplicaciones de la hoja de datos es conveniente tomar el siguiente esquemático para nuestro objeto SARV alimentacion:
Figura 15
El objeto SARV alimentación armado nos muestra el siguiente esquemático:
VCC_BAR
gnd
5v olts
12v oltsU37805/TO220
1 3
2
VIN VOUT
GN
DJP1
Alimentación
121
2
C7.33uF C8
.1uF
Diagrama 5
Objeto SARV Control: En esta etapa se conecta el PIC 18F8720 del cual utilizamos dos puertos de 8 bits cada uno, las dos USART e implementamos sus componentes de funcionamiento, dejando un puerto de programación por ICSP. El diagrama de pines se muestra a continuación:
- 27 -
Figura 16
- 28 -
Las características de dicho PIC las podemos mostrar en la siguiente tabla:
Tabla 11
- 29 -
El diagrama de funcionamiento interno del PIC es el que se muestra a continuación:
Diagrama 6
- 30 -
De aquí seleccionaremos los puertos que utilizaremos. Puerto D de 8 bits para la entrada de datos y el puerto E de 8 bits para la salida de datos Para hacer funcionar este PIC necesitamos un oscilador, por la recomendación de la hoja de datos utilizare el siguiente:
Figura 17
Los capacitares que se utilizan los obtendremos de la siguiente tabla:
Tabla 12
- 31 -
Utilizaremos un circuito externo para el POWER ON RESET, para este se tomara el siguiente diagrama:
Figura 18
Este dispositivo tiene las siguientes características físicas del encapsulado:
Figura 19
- 32 -
Para poder grabar un programa en este circuito se utiliza el ICSP (Programación Serial en Circuito), en la siguiente tabla se utilizan los pines:
Tabla 13
Para esta programación será utilizado el grabador Promate II de la marca Microchip, el cual nos explica su conexión en el siguiente diagrama:
- 33 -
- 34 -
El esquemático de este objeto es el siguiente:
VCC_BAR
gnd
5v oltsgnd
5v olts
led
cofr
e
rx2
caju
ela
switc
hin
luce
s
gps
aux3
rx1
puer
tas
alar
ma
sire
na
cort
acor
rient
e
aux2
gnd
val
et
tx2
sens
orm
ov aux
tx1
switc
hout
C1.22PF
C2.22pF
C9.1u
C10.1u
C11.1u
C12.1u
J7
CON7
1234567
R10
10k
PIC18F1
Sof tTronics
30292827343350
5857565554535247
3635434445463738
72 69 68 67 66 65 64 63 4 3 78 77 76 75 74 73 24 23 18 17 16 15 14 13
567810
79801222212019
6261605939404142
113151702526949 12324871
RA0/AN0RA1/AN1RA2/AN2/Vref -RA3/AN3/Vref +RA4/T0CKIRA5/AN4/LVDINOSC/CLKO/RA6
RB0/INT0RB1/INT1RB2/INT2RB3/INT3/CCP2(1)RB4/KBI0RB5/KBI1/PGMRB6/KBI2/PGCRB7/KBI3/PGD
RC0/TIOSO/T13CKIRC1/T1OSI/CCP2(1)RC2/CCP1RC3/SCK/SCLRC4/SDI/SDARC5/SDORC6/TX1/CK1RC7/RX1/DT1
RD
0/P
SP
0/A
D0(
3)R
D1/
PS
P1/
AD
1(3)
RD
2/P
SP
2/A
D2(
3)R
D3/
PS
P3/
AD
3(3)
RD
4/P
SP
4/A
D4(
3)R
D5/
PS
P5/
AD
5(3)
RD
6/P
SP
6/A
D6(
3)R
D7/
PS
P7/
AD
7(3)
RE
0/(R
D)'/
AD
8(3)
RE
1/(W
R)'/
AD
9(3)
RE
2/(C
S)'/
AD
10(3
)R
E3/
AD
11R
E4/
AD
12R
E5/
AD
13R
E6/
AD
14R
E7/
CC
P27
AD
15(3
)
RF
0/A
N5
RF
1/A
N6/
C2O
UT
RF
2/A
N7/
C1O
UT
RF
3/A
N8
RF
4/A
N9
RF
5/A
N10
/CV
ref
RF
6/A
N11
RF
7/(S
S)'
RG0/CCP3RG1/TX2/CK2RG2/RX2/DT2
RG3/CCP4RG4/CCP5
RH0/A16RH1/A17RH2/A18RH3/A19
RH4/AN12RH5/AN13RH6/AN14RH7/AN15
RJ0/ALERJ1/(OE)'
RJ2/(WRL)'RJ3/(WRH)'
RJ4/BA0RJ5/(CE)'RJ6/(LB)'RJ7/(UB)'
VS
SV
SS
VS
SV
SS
AV
DD
AV
SS
(MC
RL)
'/VP
P
OS
C1/
CLK
I
VD
DV
DD
VD
DV
DD
D5
1N4001
AC
12
vdd
vss
mclr
rb7
rb6
rb5
Avdd
Diagrama 7
- 35 -
Objeto SARV Serial: La implementacion de esta etapa se realiza mediante el circuito MAX232 del cual se muestra la configuración de pines:
Figura 20
La configuración eléctrica del MAX232 es la que se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 14
En la hoja de especificaciones nos indica su conexión típica, que es la que usare para esta aplicación mostrándola en el siguiente diagrama:
- 36 -
Figura 21
Este circuito también lo usaremos con encapsulado de montaje superficial, del cual se muestran sus dimensiones en el siguiente diagrama:
Figura 22
- 37 -
La conexión hacia un equipo de cómputo se efectuara mediante un conector DB-9, del cual se muestran las dos conexiones de pines en sus dos configuraciones hembra y macho en el siguiente diagrama:
Figura 23
- 38 -
Figura 24
- 39 -
La comunicación de nuestra tarjeta hacia otra USART utiliza las siguientes líneas como protocolo:
Figura 25
El cable que se utilizara para la comunicación con la computadora es de MODEM nulo que se muestra a continuación su armado:
Figura 26
- 40 -
Con las características de este circuito podemos armar el siguiente esquemático:
VCC_BAR
tx2
rx1rx2
gndgnd
5v olts
tx1
P19
DB9 USART 1
594837261
U10
MAX232A
138
1110
134526
129147
16
R1INR2INT1INT2IN
C+C1-C2+C2-V+V-
R1OUTR2OUTT1OUTT2OUT
VC
C
C6
1uF
C51uF
C4
1uF
C3
1uF
JP6
USART2
1 2 3
Diagrama 8
- 41 -
Objeto SARV Módulos:
"Módulo GPS de 12 canales OEM" TF-10
Figura 27
Model Description + Info
TF-10 SMA R/A Type 4 Conector MMCX Click Here
TF-10 MCX R/A Type 1 Conector SMA 5V
TF-10 Customer Made Conector MCX 3V
El receptor GPS TF- 10 ha sido diseñado para integradores OEM. Con un tamaño aproximado al de una tarjeta de crédito, posee capacidad para 12 canales y basa su estructura en el chip set SiRF Star I/LXTM . Es un GPS para propósitos generales que ofrece tasas de adquisición rápida, bajo consumo de energía y un precio por demás competitivo. El TF-10 GPS, de tipo “All in View” no solo ofrece una preformase superior, sino tambien alta confiabilidad en su operación.
Con tamaño compacto y flexibilidad de integración, el módulo TF-10 es versátil y adaptable a aplicaciones comerciales donde un tamaño reducido es esencial,
The TF10 GPS receiver is DGPS ready.
Características
· 12 Channel "All-in-view" GPS CIA and carrier
· Fast Cold/Warm/Hot Start TTFF time of 45/38/8 sec
· Fast reacquisition time of 0.1 sec
· Degraded mode solution enables during short blockage situation /Excellent sensitivity under weak satellite signals
· Single satellite tracking capability
· Dual multi-path rejection
· NMEA 0183 ver2.2 GGA, GLL, GSA, GSV, RMC and VTG sentences output
· SiRF binary protocol output
- 42 -
· On-board Real-time RTCM SC-104 differential
· 1 PPS (one pulse per second) signal
· Two serial ports with default TTL (TF 10)
Modifications for antenna connector or data connector type are available upon customer's request.
Supercap is also an optional.
"GPS OEM Module 12 Channels GPS Receiver" TF-30
Figura 28
Model Description + Info
TF-30 MMCX
GPS OEM Module 12 Channels Click Here
Basado en el chipset SiRF Star II, el TF30 es un receptor de 12 canales "All-in-view". El módulo TF30 GPS no solo ofrece una performance superior (integrando un poderoso procesador ARM7) sino también una alta fiabilidad a un precio por demás competitivo.
Con su reducido tamaño (30 x 40 x 7 mm) y la flexibilidad brindada por ocho pins “GPIO”, el módulo TF30 es conveniente para todo tipo de aplicaciones integradas como ser portátiles, inalámbricas, navegación, etc. Además, su diseño exterior exclusivo (Ver foto) resiste eficientemente señales de interferencia EMI o RFI.
Features:
· Ultra miniature size (30 x 40 mm)
Figura 29
- 43 -
· 12 Channel "All-in-view" GPS CIA and carrier /
· Integrated powerful 16-bit ARM7 CPU core support WAAS signal /
· Fast Cold/Warm/Hot Start TTFF time of 45/38/8 sec /
· Fast reacquisition time of 0.1 sec /
· Degraded mode solution enables during short blockage situation /
· Enhanced sensitivity under weak satellite signals /
· Single satellite tracking capability /
· Dual multi-path rejection /
· NMEA 0183 ver2.2 GGA, GLL, GSA, GSV, RMC and VTG /
· SiRF binary protocol output /
· On-board Real-time RTCM SC-104 differential /
· 1 PPS (one pulse per second) signal /
· Two serial ports with TTL level (RS-232 optional) /
· TricklePower function (power saving) /
· Full shield design to withstand external EMI interferences /
· Capability of adding user's task implementation to current CPU throughput
- 44 -
GSM-GPRS Modem USB Connector M2M-3310
Model Description More info
M2M-3310 GSM-GPRS USB Modem for 900/1800/1900Mhz.
Click Here
Figura 30
The Laipac M2M-3310 GSM-GPRS Modem is the right solution for wireless at low cost.
This Triband GSM-GPRS wireless modem provides data & voice transmissions via USB port
It allows e-mail, internet access or even makes telephone calls directly from your PC
without the needed for a phone line.
Figura 31
Features
• Tri-band EGSM 900 and DCS 1800/1900 • GPRS class B, multi-slot class 10 • Compliant to GSM phase 2/2+ • Operating system : Windows 98/Me/2000/XP • Dialer software for Voice and SMS two way
communication • External headset for audio input/output • LED indicator for GSM/GPRS operating status • USB Interface
Specifications
• Frequency bands Tri-band EGSM 900 and DCS 1800/1900
• Compliant to GSM phase 2/2+ • GPRS connectivity GPRS multi-slot
class 10 • GPRS mobile station class B • Short message service(SMS) Point-
to-point MO and MT • SMS cell broadcast • Text and PDU mode • DATA Coding schemes :CS-1 to CS-
4 • Circuit Switched Data (CSD) up to
14.4kbps
• Packed Data (GPRS class B,class 10)up tp 85.6kbps
• Voice Half rate, Full rate, Enhanced full rate • Transmit power Class 4(2W)at EGSM 900 • Class 1(1W)at DCS 1800 • Interface USB V1.1 • Power supply : 5V • Support 3V SIM card • External headset for audio input/output • LED Indication Red : Ready LED • Green : TX/RX LED • Operation system Windows 98/Me/2000/XP • Operating Temperature -10°C ~ +55°C • Dimension 81mm X 44mm X 21mm
- 45 -
GSM-GPRS Compact Flash Card M2M-3320
Figura 32
Product Highlights * Easy installation * Bundled software * Reliable functionality
Package Content - The CF Modem Card - Handsfree headset - PC software
Turn your PocketPC, Tablet, or Notebook into A Mobile Communications Device for
Voice and Data. Whether sending or receiving e-mails, browsing the web or making
phone calls, the M2M-3320 gives you the flexibility in where and when to work by giving the user true mobility that is needed in today's society and workplace.
Easy to integrate with a wide range of applications such as mobile computers,
handheld devices, remote control/ monitoring systems, POS terminals, vending
machines and security systems.
Figura 33
Features:
. Tri-band EGSM900/ DCS1800/ PCS1900 - GSM World Phone . Fits Type 1&2 Compact Flash Interface . PCMCIA adapters available . Always online: GPRS Class B, multi-slot Class B . Unlocked GSM/GPRS Compact Flash Card . Small form factor design . Low power consumption . External headset for voice input/output . SIM application tool kit . Pocket PC/ CE/ Windows XP, 2000, ME, 98 compatible . Integrated contact management - calls made from Contact entries . SMS long message capability . Easy management of your phone book and messages . Subscription dependent call service . Call barring, call divert and waiting supported . Ring tones can be selected from any .wav file . Pocket PC buttons can be assigned to initiate frequent actions
- 46 -
Etapa c)
Implementación de Objetos VERSION 1.0 (Entregable) Con Los esquemáticos de los objetos creados en la etapa anterior se realiza una tarjeta en la cual será la parte electrónica del proyecto, ya que se genera el archivo PCB para poder acomodar los componentes en una tarjeta de dimensiones mínimas acorde con las versiones de las alarmas observadas en el Estado del Arte para la realización de pruebas de nuestro diseño. La ubicación de componentes se muestra en la siguiente figura:
Figura 34
- 47 -
Con la herramienta computacional se utilizo la opción de auto-ruteo obteniendo resultados que después se detallaron manualmente, teniendo la siguiente figura:
Figura 35
La presentación de las caras de la tarjeta es la siguiente: TOP LAYER
Figura 36
- 48 -
BOTTOM LAYER
Figura 37 Esta tarjeta es realizada en una placa de fibra de vidrio con cobre en las dos caras, utilizando las figuras del ruteo, impresas en papel couche con una impresora láser, ya que el toner es transferido de la hoja hacia la placa por medio térmico, y así poder imprimir estas pistas sumergiendo en cloruro ferrico para obtener el siguiente resultado:
- 49 -
TOP LAYER
Figura 38
BOTTOM LAYER
Figura 39
- 50 -
Equipo Auxiliar. Para probar la programación del microcontrolador se diseño un soquet el cual son sirve para programarlo y ponerlo en funcionamiento, para hacer pruebas de programación. El esquemático de este equipo es:
123456789
1011121314151617181920
JP14
Header 20
1234567891011121314151617181920
JP11
Header 20
123456789
1011121314151617181920
JP12
Header 20
1234567891
01
11
21
31
41
51
61
71
81
92
0
JP13Header 20
A478
RH2/A181
RE
1/(
WR
)'/A
D9
(3)
3
RH3/A192
A75
A86
A97
A108
A119
A1210
A1311
RE
0/(
RD
)'/A
D8
(3)
4
CLKIN17
XTAL16
VD
D7
9
CLKOUT21
GN
D2
7
VD
D6
9
WR
22
RD
23
BM
S1
4
DM
S1
3
PM
S1
2
FO31
FI34
IRQ033
GN
D2
8
IRQ132
IRQ272
DT024
TFS025
RFS026
DR029
SCLK030
VD
D8
0
NC
20
GN
D5
2
SCLK135
RESET73
BR
71
BG
15
D037
D138
D239
D340
VD
D3
6
GN
D5
3
D444
D545
D646
D747
D848
GN
D6
1
VD
D6
8
D949
D1050
D1151
GN
D6
2
D1254
D1
35
5D
14
56
D1
55
7D
16
58
D1
75
9D
18
60
D1
96
3D
20
64
D2
16
5D
22
66
D2
36
7
NC
43
NC
42
NC
41
NC
19
MM
AP
70
NC
18
A074
A175
A276
A377
U2ADSP-2161KS-66
Diagrama 9
- 51 -
Para este esquemático se genera el siguiente PCB:
Figura 40
El programa utilizado genera una vista en 3D lo cual se muestra a continuación:
Figura 41 Fisicamente esta tarjeta se crea con el mismo procedimiento que la tarjeta del proyecto, y se soldan sus componentes, esta tarjeta se utilizara en la fase de programación que funcionara para realizar puebas fuera de nuestra tarjeta principal. Las siguientes imagenes muestran esta tarjeta terminada.
- 52 -
TOP LAYER
Figura 42
BOTTOM LAYER
Figura 43
- 53 -
VISTA 3D
Figura 44
- 54 -
CONCLUSIONES En este proyecto lo que se realizo fue el hardware del Sistema Antirrobo y Rastreo Vehicular, concluyendo con el armado de una tarjeta con los requerimientos mínimos marcados por el análisis. En el desarrollo se pudieron observar los siguientes puntos importantes: el conocimiento de las características de las necesidades y buscar un dispositivo que las cubra, conociendo bien su funcionamiento, y de ser posible haber hecho pruebas particulares de estos. La búsqueda de nuevas tecnologías en estos dispositivos para la utilización optima para cubrir nuestras necesidades, el conocimiento de una herramienta computacional es muy importante, ya que, esta nos facilita el diseño físico de la tarjeta. La realización de una maqueta de prueba para depurar posibles errores por características de los dispositivos no contempladas. Así como la generación y uso de equipo auxiliar el cual nos modele características de los dispositivos importantes en nuestro proyecto. El producto final de este proyecto es una tarjeta lista para contener el programa de configuración de la alarma y manejo de los módulos GPS y GPRS, así como la conexión hacia el circuito de los sensores necesarios del vehiculo. Con esto llenamos las expectativas que se crearon en la fase de análisis, ya que los requerimientos que distinguimos fueron cubiertos.
- 55 -
REFERENCIAS www.microchip.com (PIC18F8720, ICSP, PROMATE II, MPLAB IDE) www.ti.com (MAX232, ULN2003, MC7805) www.sunhold.com (RELEVADORES) www.alldatasheet.com (OPTOACOPLADOR SHARP PC817) www.altium.com (PROTEL DXP) www.orcad.com (CAPTURE CIS, LAYOUT PLUS) www.agelectronica.com.mx (COMPONENTES ELECTRONICOS VARIOS) www.steren.com.mx (COMPONENTES ELECTRONICOS VARIOS) Análisis de alarmas comerciales www.directed.com.mx/viper.html www.autoaccesorios.cronica.com.mx www.centroelectronico.com.mx Alarmas originales de fabrica (Manuales técnicos para taller) Módulos GPS y GSM www.laipac.com www.navigation.com.mx