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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
“IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO ELECTRÓNICO
QUE IMPIDA QUE EL VEHÍCULO SE ENCIENDA CUANDO
EL SENSOR DE PROTECCIÓN SATELITAL FUE
DESCONECTADO O AVERIADO POR CAUSAS
DESCONOCIDAS POR EL FABRICANTE”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
AUTOMOTRIZ
JOSÉ CARLOS ERAZO GUAIGUA
DIRECTOR DE TESIS: ING. ALEXANDER PERALVO - MSC
QUITO, abril, 2013.
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2013
Reservado todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo JOSE CARLOS ERAZO GUAIGUA, declaro que el trabajo aquí escrito es
de mi autoría, que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación personal; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
La UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL puede hacer uso de los
derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la ley de
Propiedad Intelectual, por su reglamento y por la normativa institucional vigente.
__________________
JOSÉ CARLOS ERAZO
C.I. 1716778327
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Implementación de un
Dispositivo electrónico que impida que el vehículo se encienda cuando el
sensor de protección satelital fue desconectado o averiado por causas
desconocidas por el fabricante”, que para aspirar al título de Ingeniero
Automotriz fue desarrollado por José Carlos Erazo Guaigua, bajo mi
supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y Cumple con las
condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18
y 25.
__________________
Ing. Alexander Peralvo – Msc.
Director del Trabajo
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por la fuerza, el coraje y la Fe que deposito en mí, para
superar cada uno de los obstáculos que se me presentaron a lo largo de mi vida
universitaria; dándome la sabiduría necesaria para tomar las decisiones
correctas y lograr así seguir con mi camino.
A los profesores que con paciencia lograron impartir sus conocimientos y
destrezas para hacer de mí, una persona íntegra y profesional a la vez
agradecer a mis amigos que de una u otra manera ayudaron a que mis metas
en la vida universitaria se cumplan.
A mi familia entera que en todo momento fue el pilar fundamental de mí,
guiándome por el camino del bien y haciendo lo imposible para que yo cumpla
con todas mis metas planteadas en la vida.
Especial Agradecimiento a Evelyn Yesenia que fue la persona que más me
ayudó, levantándome en los momentos difíciles cuando parecía que todo se
derrumbaba y logró sacar de mí las fuerzas necesarias para la culminación de
mi carrera.
DEDICATORIA
Se los dedico a mis cuatro hermosos sobrinos María José, Doménica Rafaela,
Martín Nicolás y Emilia Martina que son mi fuente de inspiración y que siempre
sacan una sonrisa en cualquier momento.
A Evelyn Yesenia que hace de mí una mejor persona y logra sacar lo positivo
de mi aun en momentos difíciles, también se lo dedico a mis padres y hermanas
que estuvieron a mi lado en todo lo que luche por alcanzar el título de
profesional.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINAS
RESUMEN .................................................................................................................... XI
ABSTRACT ................................................................................................................ XIII
1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
1.1 TEMA .............................................................................................................. 1
1.1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................... 1
1.1.2 CONTEXTUALIZACIÓN MESO ................................................................ 2
1.1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................... 2
1.2 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 2
1.3 OBJETIVOS .................................................................................................... 3
1.3.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 3
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................... 3
1.4 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ............................................................. 4
1.5 BASES TEÓRICAS ......................................................................................... 4
1.5.1 ALCANCE ................................................................................................ 4
1.6 HIPÓTESIS ..................................................................................................... 5
1.6.1 HIPÓTESIS GENERAL ............................................................................ 5
1.6.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICAS ...................................................................... 5
1.7 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................... 6
1.7.1 MÉTODO .................................................................................................. 6
1.7.2 TÉCNICAS ............................................................................................... 6
1.8 PLAN DE RECOLECCION DE INFORMACIÓN .............................................. 7
1.8.1 FUENTES ................................................................................................. 7
2 MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 8
2.1 SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA ......................................................... 8
2.2 COMPONENTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA .................. 11
2.2.1 LA UNIDAD COMANDO O COMPUTADORA. ............................................ 11
2.2.2 MEDIDOR DEL FLUJO DE AIRE. ................................................................ 12
2.2.3 FILTRO DE COMBUSTIBLE ........................................................................ 13
2.2.4 LA BOMBA ELÉCTRICA DE COMBUSTIBLE ............................................. 14
2.2.5 INTERRUPTOR DE LA MARIPOSA DE ACELERACIÓN. ........................... 15
2.2.6 RELÉ ........................................................................................................... 16
2.2.7 CONVERTIDOR CATALÍTICO..................................................................... 17
2.2.8 MÓDULO DE CONTROL DEL MOTOR DIÉSEL ......................................... 18
2.3 SENSORES ....................................................................................................... 19
2.3.1 SENSOR DE CONDICION DEL ACEITE ..................................................... 19
2.3.2 SENSOR DE ÁNGULO DEL VOLANTE DE DIRECCIÓN ............................ 20
2.3.3 SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE .................................................... 21
2.3.4 SENSOR DE ANILLOS DE CORTOCIRCUITO SEMIDIFERENCIAL .......... 22
2.3.5 SENSORES DE VELOCIDAD DE GIRO DE LAS RUEDAS ........................ 23
2.3.6 SENSOR TACOMÉTRICO DE CAJA DE CAMBIO ...................................... 24
2.3.7 PORTA INYECTOR CON SENSOR DE MOVIMIENTO DE AGUJA ............ 25
2.3.8 SENSOR CAPACITIVO ............................................................................... 26
2.3.9 SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN .......................... 26
2.3.10 SENSOR DE FLUJO DE AIRE .................................................................. 17
2.3.11 SENSOR DE LLUVIA ................................................................................ 28
2.3.12 SENSOR CERRADURA DE PUERTA ...................................................... 29
2.3.13 SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE.............................. 30
2.3.14 SENSOR DE OXÍGENO (O2S) .................................................................. 30
2.3.15 KS (SENSOR DE GOLPES) ...................................................................... 31
2.3.16 SENSOR DE POSICIÓN DE LA MARIPOSA TPS ..................................... 32
2.3.17 SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO (VSS) ................................... 33
2.3.18 SENSOR DE FRENOS ABS ...................................................................... 33
2.3.19 VACU SENSOR ......................................................................................... 34
2.3.20 CKP (SENSOR DE POSICIÓN DEL CIGÜEÑAL) ...................................... 35
2.3.21 CMP (SENSOR DE POSICIÓN DEL ÁRBOL DE LEVAS) ......................... 35
2.4 ACTUADORES .................................................................................................. 36
2.4.1 VÁLVULA EGR ............................................................................................ 36
2.4.2 SISTEMA EVAP .......................................................................................... 37
2.4.3 INYECTOR .................................................................................................. 38
COMPUTADORA DEL AUTOMÓVIL .......................................................................... 39
2.5 ECU ................................................................................................................... 39
2.5.1 DESCRIPCIÓN ............................................................................................ 39
2.5.2 FORMA DE TRABAJAR DE LA ECU ........................................................... 41
2.5.3 FORMA DE CONTROLAR DE LA ECU ....................................................... 43
GPS ............................................................................................................................. 46
2.6 SISTEMA DE RASTREO SATELITAL ................................................................ 46
2.6.1 TIPOS DE RECEPTORES GPS .................................................................. 48
2.6.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL GPS ........................................... 49
2.6.3 UBICACIÓN DE LA POSICION DEL RECEPTOR GPS .............................. 52
2.6.4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS RECEPTORES GPS ............ 53
2.6.5 EL RECEPTOR GPS ................................................................................... 55
3 METODOLOGÍA ....................................................................................................... 57
3.1 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL DISPOSITIVO ELECTRÓNICO
................................................................................................................................. 57
3.1.1 MICRO CONTROLADOR PIC 16F628A ...................................................... 57
3.1.2 MOSFET ...................................................................................................... 59
3.1.3 RESISTENCIAS .......................................................................................... 60
3.1.4 INDUCTANCIA ............................................................................................ 62
3.1.5 CAPACITORES ........................................................................................... 63
3.1.6 OPTOCOPLADOR....................................................................................... 64
3.1.7 CIRCUITO INTEGRADO 7805..................................................................... 65
3.2 FUNCIONAMIENTO DEL RASTREO SATELITAL ............................................. 67
3.3 ELABORACIÓN DEL CIRCUITO DEL DISPOSITIVO ELECTRÓNICO .............. 70
3.4 PARALIZACIÓN VEHICULAR Y ACTIVACIÓN DE CLACSON .......................... 77
3.5 CORTES EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ........................................................... 79
4 CONSTRUCCIÓN DE LA PLACA DEL MÓDULO ELECTRÓNICO ........................ 81
5 CONLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................. 90
5.1 CONCLUSIONES ............................................................................................... 90
5.2 RECOMENDACIONES ...................................................................................... 91
ANEXOS ..................................................................................................................... 93
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 106
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINAS
FIGURA 1. Sistema de Inyección Electrónica ................................................ 9
FIGURA 2. ECU del automóvil ...................................................................... 11
FIGURA 3. Medidor del flujo de aire ............................................................. 12
FIGURA 4. Filtro de Combustible ................................................................. 13
FIGURA 5. Bomba Eléctrica de combustible ................................................ 14
FIGURA 6. Interruptor de la mariposa de aceleración .................................. 15
FIGURA 7. Relé ............................................................................................ 16
FIGURA 8. Convertidor Catalítico ................................................................. 17
FIGURA 9. ECM ........................................................................................... 18
FIGURA 10. Componentes principales del sistema de inyección ................. 19
FIGURA 11. SENSOR DE CONDICIÓN DEL ACEITE ................................. 20
FIGURA 12. SENSOR DE ÁNGULO DEL VOLANTE DE DIRECCIÓN ....... 20
FIGURA 13. SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE ................................ 21
FIGURA 14. SENSOR DE ANILLOS DE CORTOCIRCUITO
SEMIDIFERENCIAL ..................................................................................... 22
FIGURA 15. SENSORES DE VELOCIDAD DE GIRO DE LAS RUEDAS .... 23
FIGURA 16. SENSOR TACOMÉTRICO DE CAJA DE CAMBIO .................. 24
FIGURA 17. PORTA INYECTOR CON SENSOR DE MOVIMIENTO DE AGUJA
...................................................................................................................... 25
FIGURA 18. SENSOR CAPACITIVO ........................................................... 26
FIGURA 19. SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN ..... 27
FIGURA 20. SENSOR DE FLUJO DE AIRE................................................. 28
FIGURA 21. SENSOR DE LLUVIA ............................................................... 29
FIGURA 22. SENSOR CERRADURA DE PUERTA .................................... 29
FIGURA 23. ECT (Sensor de temperatura del refrigerante) ......................... 30
FIGURA 24. Sensor de Oxígeno (O2S) ........................................................ 31
FIGURA 25. KS (sensor de golpes) .............................................................. 32
FIGURA 26. Sensor de Posición de la Mariposa TPS .................................. 32
FIGURA 27. Sensor de velocidad del vehículo (vss) .................................... 33
FIGURA 28. Sensor de frenos ABS .............................................................. 34
FIGURA 29. Vacu sensor ............................................................................. 34
FIGURA 30. CKP (Sensor de posición del cigüeñal) .................................... 35
FIGURA 31. CMP (Sensor de posición del árbol de levas) .......................... 36
FIGURA 32. Válvula EGR ............................................................................. 37
FIGURA 33. Sistema EVAP .......................................................................... 38
FIGURA 34. Inyector .................................................................................... 39
FIGURA 35. COMPUTADORA DEL AUTO .................................................. 41
FIGURA 36. PROCESADOR DE LA ECU .................................................... 45
FIGURA 37. EJEMPLO DE UN GPS ............................................................ 46
FIGURA 38. SATÉLITE DE UN GPS ............................................................ 47
FIGURA 39. RECEPTOR GPS ..................................................................... 48
FIGURA 40. GPS EN EL AUTO ................................................................... 49
FIGURA 41. DESCRIPCIÓN DE ONDAS RECEPTORAS…………………..50
FIGURA 42. MICROPROCESADOR DEL GPS ........................................... 55
FIGURA 43. MICRO CONTROLADOR PIC 16F628a .................................. 58
FIGURA 44. MOSFET .................................................................................. 59
FIGURA 45. RESISTENCIA ......................................................................... 61
FIGURA 46. CÓDIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS ................. 61
FIGURA 47. INDUCTANCIA ......................................................................... 62
FIGURA 48. CAPACITORES ........................................................................ 64
FIGURA 49. OPTOCOPLADOR ................................................................... 65
FIGURA 50. CIRCUITO INTEGRADO 7805 ................................................. 66
FIGURA 51. FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO DE RASTRÉO SATELITAL
...................................................................................................................... 67
FIGURA 52. DISEÑO DEL CIRCUITO ......................................................... 70
FIGURA 53. FUENTE DEL DISPOSITIVO ELECTRÓNICO ........................ 71
FIGURA 54. ACTIVACIÓN DEL PIC16F628a ............................................. 72
FIGURA 55. PIC16F628A ............................................................................. 73
FIGURA 56. PROGRAMACIÓN DEL PIC16F628A ...................................... 74
FIGURA 57. ACTUADORES DEL PIC16F628a .......................................... 76
FIGURA 58. RELÉS PARALIZADORES Y EL CLACSON ........................... 77
FIGURA 59. CORTES EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ................................ 79
FIGURA 60. DISEÑO DE PLACA EN “PROTEUS” ..................................... 81
FIGURA 61. VISTA DE LA PLACA EN 3D ................................................... 82
FIGURA 62. VISTA DE LAS PISTAS ELECTRÍCAS .................................... 82
FIGURA 63. IMPRESORA LASER ............................................................... 83
FIGURA 64. HOJA DE TRANSFERENCIA TÉRMICA ................................. 83
FIGURA 65. BAQUELITA ............................................................................. 84
FIGURA 66. LIJA DE AGUA ......................................................................... 84
FIGURA 67. TRANSFERENCIA DE IMPRESIÓN ........................................ 85
FIGURA 68. RETIRO DE HOJA ................................................................... 85
FIGURA 69. PLACAS IMPRESAS ................................................................ 86
FIGURA 70. AGUA CON ÁCIDO .................................................................. 86
FIGURA 71. PLACAS LISTAS ...................................................................... 87
FIGURA 72. TALADRO ................................................................................ 87
FIGURA 73. COMPONENTES DE LA PLACA ............................................. 88
FIGURA 74. SOLDADURA ........................................................................... 88
FIGURA 75. PLACA VISTA PRINCIPAL ...................................................... 89
FIGURA 76. PLACA VISTA PISTAS ............................................................ 89
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINAS
ANEXO 1 ........................................................................................................... 93
1.1 Circuito Eléctrico de la Bomba de Combustible ................................... 93
ANXO 2 ............................................................................................................. 94
2.1 Circuito eléctrico general de Automóvil .................................................... 94
ANEXO 3 ........................................................................................................... 95
3.1 Sistema de Inyección Electrónica ............................................................ 95
ANEXO 4 ........................................................................................................... 96
4.1 Lista de Materiales para la Construcción del dispositivo ......................... 96
4.2 Baquelita de transmisión de Energía ....................................................... 96
ANEXO 5 ........................................................................................................... 97
5.1 Instalación del Relé de Paralización ........................................................ 97
Figura N° 1 Corte de los Cables de Ignición............................................... 97
Figura N° 2 Incorporación del Relé de 12V ................................................ 97
5.2 Instalación del Módulo de un GPS........................................................... 98
Figura N° 1 Conexión del Módulo GPS hacia el Switch de encendido ....... 98
Figura N° 2 Conexión del Módulo GPS hacia la caja de fusibles Interna ... 98
Figura N° 3 Módulo GPS ............................................................................ 99
ANEXO 6 ........................................................................................................... 99
6.1 Programación del Pic16F628a ................................................................ 99
ANEXO 7 ......................................................................................................... 100
7.1 Pruebas de Laboratorio ......................................................................... 100
Figura N° 1 Prueba en el Proto Board ...................................................... 100
Figura N° 2 Comprobación del PIc16F628a ............................................. 100
ANEXO 8 ......................................................................................................... 101
8.1 Construcción del Dispositivo Electrónico ............................................... 101
Figura N°1 Impresión Hoja Térmica ......................................................... 101
Figura N°2 Transferencia de Tinta A Baquelita ........................................ 101
Figura N°3 Inmersiones en Ácido ............................................................. 102
Figura N°4 Limpieza de la Baquelita ........................................................ 102
Figura N°5 Baquelita lista para Usarse .................................................... 103
Figura N°6 Taladraje de la Baquelita ........................................................ 103
Figura N°7 Colocación de Elementos Electrónicos .................................. 104
Figura N°8 Soldadura de Componentes ................................................... 104
Figura N°9 Dispositivo Electrónico de Paralización Vehicular .................. 105
ANEXO 9 ......................................................................................................... 105
XI
RESUMEN
En el Ecuador se tiene un parque automotor muy variado dentro del cual se
encuentra vehículos de diferentes marcas y tecnología, pero el problema que
presenta el país es la inseguridad que se tiene al momento de dejar
estacionado el vehículo en cualquier zona, por tal razón se vio la necesidad de
incrementar los sistemas de seguridad del automóvil para impedir la pérdida del
mismo y más que nada para dar la tranquilidad al conductor el momento de
estacionarlo en cualquier zona o región del país. La razón de ser de este
proyecto es disminuir ese gran problema que acarrear la inseguridad de
muestro país, por tal razón se debe hacer un breve análisis de lo que son los
sensores del sistema de inyección electrónica para ver su funcionamiento
respecto a la ECU, analizar los componentes y funcionamiento del GPS a igual
que sus tipos y alcances que estos tienen dependiendo los fabricantes, también
se toma en cuenta la función de los actuadores del automóvil debido a que un
componente de ellos forma parte del sistema para hacer pruebas en la
instalación del dispositivo electrónico. Describiré el diseño del circuito que se
implementará al auto para evitar que encendido del mismo, viendo factores
como son el voltaje, amperaje y resistencia que tendrá el dispositivo electrónico
al momento de ubicarlo en el vehículo, y se explica cómo funciona y cuáles
serían las ventajas de instalar el dispositivo en lo que se refiere seguridad
automotriz. Se estudió los componentes de los GPS de una de las empresas
que operan en nuestro país pero haciendo más referencia la ciudad de Quito,
debido a que en esta ciudad aplicaremos el proyecto para luego tratar de
expandirlo hacia el resto del país logrando una cobertura nacional en todas las
sedes de las empresas que quedan en diferentes partes del territorio nacional.
Por último se hacen descripciones de las pruebas realizadas en este proyecto y
se saca las respectivas conclusiones con los datos obtenidos del mismo, y se
XII
podrá ver las ventajas de haber instalado el dispositivo electrónico viendo si se
cumplió con el objetivo de disminuir el robo de automóviles que poseen sensor
de rastreo satelital en el país. Una vez hecho el banco de pruebas en el auto se
podrá verificar si el auto resistirá el bloqueo ordenado por el dispositivo
electrónico con lo cual realizaremos la construcción del dispositivo e
intentaremos promocionarlo en las empresas de rastreo satelital para que
empiece su producción y puedan dar un valor agregado a sus clientes tanto en
seguridad del vehículo como en tranquilidad del cliente.
XIII
ABSTRACT
In Ecuador we have a very diverse fleet within which we find vehicles of different
brands and technology, but the problem is that our country has the insecurity
that has the time to leave our vehicle parked in any area, therefore it was the
need to increase the car's safety systems to prevent the loss of it and most of all
to give peace to the driver when parked in any area or region of the country. The
rationale behind this project is to reduce the major problem of insecurity show
lead country for this reason we make a brief analysis of what the sensors are
electronic injection system to see it working on the ECU, analyze components
and a GPS operation as their types and ranges depending these manufacturers
have also takes into account the function of the actuators of the automobile
because a component thereof for use in testing for the installation of our
electronic device. Describe the circuit design to be implemented in the car to
prevent ignition of it, seeing factors such as voltage, amperage and resistance to
be the electronic device at the time of placement in the vehicle, and explain how
they work and what the advantages install the device in regards automotive
safety. We will study the components of the GPS companies operating in our
country but further reference Quito, because in this city will implement the
project and then try to expand it to the rest of the country in achieving national
coverage all locations of the companies that are in different parts of our country.
Finally are descriptions of the tests performed in this project and removed the
respective findings with data from the same, and you can see the advantages of
having installed the electronic device see if it met its objective of reducing car
theft possessing satellite tracking sensor in the country. Once the test in the car
you can see if the car will resist the blockade ordered by the electronic device
with which we will build our device and we will try to promote it on satellite
tracking companies to start production and may lead added value to their
customers in both vehicle safety and peace of mind of the customer.
1
1 INTRODUCCIÓN
1.1 TEMA
“Implementación de un Dispositivo electrónico que impida que el vehículo se
encienda cuando el sensor de protección satelital fue desconectado o averiado
por causas desconocidas por el fabricante”
1.1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El robo de vehículos es un miedo que acarrea la sociedad por tal razón los
usuarios tratan de implementar dispositivos de seguridad que eviten este acto,
con el fin de mantener la tranquilidad al momento de dejar su vehículo en las
calles.
La destreza de los ladrones para evadir los dispositivos de seguridad se ha
convertido en un grave problema debido a que el momento que lo logran hacer,
disponen el vehículo para la venta del mismo o para el transporte de sustancias
ilegales dentro del país.
Debido al extenso parque automotor que tiene la Ciudad de Quito, la policía no
puede localizar fácilmente los vehículos robados por la falta de personal por tal
razón el dispositivo electrónico sería un aporte más para la localización de los
vehículos robados.
2
1.1.2 CONTEXTUALIZACIÓN MESO
La realización de este proyecto es de gran importancia debido a la cantidad de
robos que existe en nuestro país de vehículos estacionados ya sea en las calles
o en parqueaderos públicos, ya que no cuentan con las seguridades necesarias
para proteger el vehículo.
El presente proyecto ayudara a las empresas de rastreo satelital a que tengan
una mejor seguridad en la protección del vehículo contra el robo, dando la
seguridad a los propietarios de dejar estacionados sus autos en cualquier zona
del país.
1.1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Brinda las seguridades necesarias las empresas de rastreo satelital al
momento de estacionar un vehículo en cualquier zona del país e impedir el robo
del mismo?
1.2 JUSTIFICACIÓN
La destreza y habilidad de las personas que se dedican al robo de vehículos es
grande por tal razón los usuarios de los mismo se sienten inseguros cuando
dejan sus vehículos estacionados en las calles, pues ni en los parqueaderos
públicos existe seguridad, por tal razón la implementación de un dispositivo
electrónico alterno que evite que los ladrones tomen posesión del vehículo daría
confianza al usuario trayendo beneficios para la sociedad porque disminuiría el
robo de cierta parte del parque automotor.
“El sensor también llamado sonda o transmisor convierte una magnitud física:
temperatura, revoluciones del motor, etcétera; o química como gases de
3
escape, calidad de aire, etcétera que generalmente no son señales eléctricas,
en una magnitud eléctrica que pueda ser entendida por la unidad de control. La
señal eléctrica de salida del sensor no es considerada solo como una corriente
o una tensión, sino también se consideran las amplitudes de corriente y tensión,
la frecuencia, el período, la fase o asimismo la duración de impulso de una
oscilación eléctrica, así como los parámetros eléctricos resistencia, capacidad e
inductancia, incluyendo así también todos sus características para hacer que el
o los sensores sean lo más exactos posibles”. (Priare, 2007)
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Implementar el dispositivo electrónico que impida el encendido del vehículo
cuando el sensor de rastreo satelital sea averiado o desconectado, dando la
seguridad al usuario de estacionar el vehículo en cualquier parte de la
ciudad.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diseñar un dispositivo electrónico que impida al auto encenderse cuando el
sensor de rastreo satelital sea desconectado o averiado por causas
desconocidas por el fabricantes.
Investigar las maneras de colocar un dispositivo electrónico alterno en el
vehículo sin que cambie el funcionamiento del mismo.
4
Ingeniar la forma de cómo ocultar el dispositivo electrónico en el vehículo
con el fin de que no se lo ubique en forma instantánea.
1.4 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
En la Facultad de Ingeniería Automotriz no se encontró ningún Trabajo
relacionado con esta investigación por tal razón no hay comparaciones de
ningún tipo.
1.5 BASES TEÓRICAS
1.5.1 ALCANCE
El lugar de la investigación va hacer la ciudad de Quito, observando los lugares
en donde exista mayor robo de vehículos y preguntando a las empresas de
rastreo satelital y policía nacional cuales son los vehículos más robados con el
fin de sacar datos reales que ayudarían a la investigación para la
implementación del dispositivo electrónico
5
1.6 HIPÓTESIS
1.6.1 HIPÓTESIS GENERAL
La implementación de un dispositivo electrónico que evite que el vehículo se
mueva cuando el sensor de rastreo satelital fue desconectado o deteriorado
beneficiaría a la sociedad debido a que tendrán mayor seguridad para dejar sus
vehículos en las calles sin pasar por el estrés de ser víctimas del robo.
1.6.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICAS
Existirá gran apoyo de las empresas dedicadas al rastreo satelital ya que
con este dispositivo ofrecerían mayor seguridad u confiabilidad a los
usuarios de los vehículo.
La implementación de un dispositivo electrónico que impida que el vehículo
se encienda cuando el sensor de rastreo satelital fue destruido o
desconectado beneficiaría a los conductores porque tendrán mayor
confianza en la empresa que cuida su vehículo cuando ellos no se
encuentran en contacto con el mismo.
Esta implementación sería otro cerrojo para los ladrones ya que con esto se
les dificultaría su labor y se lograría que en algunos casos desistan del
mismo manteniendo a salvo el vehículo estacionado.
6
1.7 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
1.7.1 MÉTODO
Para la investigación se utilizará el método inductivo ya que el dispositivo
electrónico se instala en un vehículo de prueba con el cual se experimentará
y si el circuito de impedimento de encendido cumple con la función deseada,
podremos implementarlo en cada una de las marcas que existe en la ciudad
de Quito hasta llegar a cubrir todas las empresas con el fin de otorgar una
mayor confianza al cliente que utiliza el sistema de rastreo satelital.
1.7.2 TÉCNICAS
Primero se implementará el dispositivo electrónico en una marca de
rastreo satelital con el fin de ver su funcionamiento, se buscaría la forma
de implementarlo hacia el resto de las marcas buscando el patrón de
compatibilidad y poco a poco ocupar todo el parque automotriz que utilice
el sistema de rastreo satelital.
Un camino de lograr el funcionamiento del dispositivo electrónico sería la
implementación de un medidor de paso de corriente o de un relé de
corriente ubicándolo en una zona escondida del vehículo con el fin de
que el perpetrador no pueda ubicarlo y se le haga difícil tomar el vehículo
para realizar las actividades ilícitas que comúnmente realizan con los
vehículos robados.
7
La observación se la realizará a los operadores de las empresas de
rastreo satelital y será de tipo dicotómico ya que sería la única forma de
sacar datos reales y comprobar si el dispositivo ayudo o no en impedir el
encendido cuando el sensor de desconectó o averió.
1.8 PLAN DE RECOLECCION DE INFORMACIÓN
1.8.1 FUENTES
Las principales fuentes de información para la elaboración de este proyecto
son:
Primarias: Con mediciones reales hechas en el vehículo, pruebas del
dispositivo electrónico en laboratorio como en campo y recopilación de datos
de las empresas de seguridad satelital en Quito.
Secundarios: revistas automotrices, artículos de internet en sensores de
GPS, libros de ingeniería y desarrollo automotriz; y manuales de los
fabricantes de sensores satelitales.
8
2 MARCO TEÓRICO
2.1 SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA
Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores a gasolina, su
introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de
control del medio ambiente para disminuir las emisiones de los motores.
Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para
dosificar el combustible y crear un mezcla aire / combustible, muy próxima a la
estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), lo que garantiza una buena
combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera.
La relación estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que
garantiza una combustión completa de todo el combustible.
La función es la de tomar aire del medio ambiente, medirlo e introducirlo al
motor, luego de acuerdo a esta medición y conforme al régimen de
funcionamiento del motor, inyectar la cantidad de combustible necesaria para
que la combustión sea lo más completa posible. Consta fundamentalmente de
sensores, una unidad electrónica de control y actuadores así lo describe Alonso
Pérez en su texto. (Pérez, 2005)
El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de
funcionamiento del motor, como son: el caudal de aire, la temperatura del aire y
9
del refrigerante, el estado de carga (sensor PAM), cantidad de oxígeno en los
gases de escape (Lambda), revoluciones del motor, etc., estás señales son
procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales que se
transmiten a los accionadores (inyectores) que controlan la inyección de
combustible y a otras partes del motor para obtener una combustión mejorada
como se puede apreciar en la figura 1.
FIGURA 1. Sistema de Inyección Electrónica
El sensor PAM (Presión absoluta del Múltiple) indica la presión absoluta del
múltiple de admisión y el sensor EGO la cantidad de oxígeno presente en los
gases de combustión.
10
“Este sistema funciona bien si a régimen de funcionamiento constante se
mantiene la relación aire / combustible cercana a la estequiométrica, esto se
puede comprobar con un análisis de los gases de combustión, pero al igual que
los sistemas a carburador, debe proveer un funcionamiento suave y sin
interrupciones en los distintos regímenes de marcha”.
Estos sistemas tienen incorporado un sistema de autocontrol o autodiagnóstico
que avisa cuando algo anda mal, además existe la posibilidad de realizar un
diagnóstico externo por medio de scanners electrónicos que se conectan a la
unidad de control de inyección y revisan todos los parámetros, indicando
aquellos valores que estén fuera de rango.
Los sistemas de inyección electrónicos no difieren de los demás, respecto a las
normas de seguridad ya que manipula combustible o mezclas explosivas. Lo
mismo para el cuidado del medio ambiente, se debe manipular con la
precaución de no producir derrames de combustible. Ver Anexo 1
11
2.2 COMPONENTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN
ELECTRÓNICA
2.2.1 LA UNIDAD COMANDO O COMPUTADORA.
FIGURA 2. ECU del automóvil
(Renan, 2012)
En la Figura 2 se muestra el cerebro del sistema, es la que se encarga de
calcular la cantidad de combustible que se suministrara al motor basado en los
niveles de aire aspirados.
La unidad de comando, calcula la cantidad de aire aspirado en base a las
señales que recibe de los diferentes sensores del sistema, luego calcula la
cantidad de combustible necesario para lograr una mezcla perfecta aire-
combustible.
El trabajo de la unidad de comando no se limita solo a un simple cálculo basado
en la cantidad de aire sino que también toma en cuenta otros factores como lo
son la temperatura del aire aspirado, la temperatura del motor, la aceleración
proporcionada por el conductor, las revoluciones del motor y basado en todos
12
estos dato toma la decisión de cuanto es la cantidad más apropiada de
combustible para un mejor rendimiento del motor. (Marti, 2008)
2.2.2 MEDIDOR DEL FLUJO DE AIRE.
FIGURA 3. Medidor del flujo de aire
(Hont, 2013)
La función del medidor del flujo de aire es la de informar a la unidad de
comando, la cantidad de aire aspirado por el motor, para que a través de esta
información, se modifique la cantidad de combustible a suministrar así lo
estipula Codesis en su manual Nº 4. (Codesis, 2012)
En el medidor del flujo de aire se encuentra también un sensor de temperatura,
que le informa a la unidad de comando la temperatura del aire aspirado, para
que esta información también sea tomada en cuenta a la hora de hacer el
cálculo de la cantidad de combustible a pulverizar. Si este componente se daña
no hay posibilidad de repararlo, sino que debe ser sustituido por completo. Ver
Figura 3
13
2.2.3 FILTRO DE COMBUSTIBLE
FIGURA 4. Filtro de Combustible
(Hont, 2013)
Este es un componente muy conocido por todos ya que también está presente
en los vehículos de tercera generación, su función retener impurezas
contenidas en el combustible como se aprecia en la Figura 4.
Contiene un elemento de papel que atrapa los sólidos o impurezas y
posteriormente a este posee una tela para atrapar posibles restos del elemento
de papel. Por esto es que estos filtros poseen una flecha que indica la dirección
en que debe circular el combustible. Se recomienda sustituir el filtro de
combustible de acuerdo con las especificaciones de cada fabricante. (Ribbens,
2009)
14
2.2.4 LA BOMBA ELÉCTRICA DE COMBUSTIBLE
FIGURA 5. Bomba Eléctrica de combustible
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
Es la encargada de enviar el combustible hasta las válvulas de inyección
(Figura 5), la bomba suministra más combustible que lo necesario, para
mantener en el sistema de inyección, la presión constante en todos los
regímenes de funcionamiento. El excedente de combustible retorna al tanque.
La bomba eléctrica no tiene reparación, en caso de averiarse debe sustituirse
por completo.
Regulador de presión: El regulador mantiene el combustible a bajo presión en el
circuito de alimentación, incluso en las válvulas de inyección. El mismo que
garantiza presión uniforme y constante en el circuito de combustible, lo que
permite que el motor tenga un funcionamiento perfecto en todos los regímenes
de revolución. (Ribbens, 2009)
15
2.2.5 INTERRUPTOR DE LA MARIPOSA DE ACELERACIÓN.
FIGURA 6. Interruptor de la mariposa de aceleración
(Hont, 2013)
Se encuentra fijado en la mariposa de aceleración, y es activado directamente
por el eje de aceleración como se muestra en la figura 6. Posee dos posiciones:
de carga máxima y de ralentí (marcha lenta). Los contactos se cierran en estas
condiciones.
Contacto de carga máxima: En carga máxima el motor tiene que desarrollar
su potencia máxima y eso se consigue haciendo la mezcla más rica. El nivel de
enriquecimiento es controlado por la unidad de comando. La información de
que el motor se encuentra en carga máxima, la recibe la unidad de comando
por el contacto cerrado del interruptor de la mariposa, cuando ella se encuentra
totalmente abierta.
16
Contacto de ralentí (marcha lenta): En la transición para este régimen de
funcionamiento, la alimentación de combustible puede ser bloqueada para
valores superiores a una determinada revolución, controlada por la unidad de
comando, manteniendo las válvulas de inyección cerradas, ahorrando
combustible escrito por Willians en su 4ta Edición. (Crouse, 2012)
2.2.6 RELÉ
FIGURA 7. Relé
(BricoGeet, 2013)
En la Figura 7 tenemos el relé de comando y es el responsable por mantener la
alimentación eléctrica de la batería para la bomba de combustible y otros
componentes del sistema.
Si ocurriera un accidente, el relé interrumpe la alimentación de la bomba de
combustible, evitando que la bomba permanezca funcionando con el motor
parado.
La interrupción ocurre cuando el relé no recibe la señal de revolución,
proveniente de la bobina de encendido. Es un componente que cuando este
dañado puede parar el motor del vehículo. (Serway, 2006)
17
2.2.7 CONVERTIDOR CATALÍTICO
FIGURA 8. Convertidor Catalítico
(Gil, Sistema de Inyección Diesel, 2009)
El convertidor catalítico se encarga de reducir las emisiones nocivas al
ambiente ver Figura 8. Los gases de escape circulan por el sensor de oxígeno y
luego por el convertidor catalítico. Es el convertidor que el 90 % de los
contaminantes se transforman en nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de
agua. (Vera, 2008)
18
2.2.8 MÓDULO DE CONTROL DEL MOTOR DIÉSEL
FIGURA 9. ECM
(Hont, 2013)
Si se detecta algo anormal en la señal de un sensor, el ECM ignora la señal y
asume para ese sensor un valor pre programado que permite que el motor siga
funcionando como se puede ver en la figura 9.
Función de reserva: Si se detecta algo anormal en el ECM, los inyectores se
controlan con un circuito de reserva independiente del sistema para permitir una
conducción mínima. (Vera, 2008)
Para tener un mejor entendimiento del sistema de inyección electrónica se
puede ver la Figura 10 en la cual constan todos los componentes del sistema.
Ver Anexos 2 y 3.
19
FIGURA 10. Componentes principales del sistema de inyección
(Gil, SISTEMAS DE INYECCION DE GASOLINA, 2007)
2.3 SENSORES
2.3.1 SENSOR DE CONDICION DEL ACEITE
Este módulo está configurado para medir la temperatura del aceite; ahorra el
coste de un sensor adicional. (Gil, 2009) Ver Figura 11
20
FIGURA 11. SENSOR DE CONDICIÓN DEL ACEITE
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
2.3.2 SENSOR DE ÁNGULO DEL VOLANTE DE DIRECCIÓN
Existen dos sensores angulares magnéticos de medición absoluta adaptados a
unidades de control Bosch como se ve en la figura 12, pueden detectar en todo
momento el ángulo de giro del volante en todo el campo angular que alcanza
éste. (Bartsch, 2009)
FIGURA 12. SENSOR DE ÁNGULO DEL VOLANTE DE DIRECCIÓN
(Bartsch, 2009)
21
2.3.3 SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE
Al variar el nivel de combustible, el brazo detector, fijamente unido a través del
pivote con la palanca del flotador, se desliza con sus cursores especiales
(remaches chapeados para contactos) a lo largo de las pistas resistivas del
potenciómetro doble (Figura 13). Entonces transforma el ángulo de giro del
flotador en una relación de tensiones proporcional al ángulo. Unos topes de fin
de carrera limitan el margen angular de 100° para los niveles mínimo y máximo.
(De Castro, 2009)
FIGURA 13. SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE
(Vera, 2008)
22
2.3.4 SENSOR DE ANILLOS DE CORTOCIRCUITO SEMIDIFERENCIAL
Con el desplazamiento del anillo de medición se modifica el flujo magnético y
con él la tensión en la bobina, ya que la unidad de control mantiene la corriente
constante (corriente aplicada).
“Un circuito de evaluación conforma la relación entre tensión de salida UA y
tensión de referencia Ref. Esta relación es proporcional a la desviación del
anillo de medición y puede ser evaluada por la unidad de control. La pendiente
de esta curva característica se puede ajustar combinando el anillo de
referencia, y el punto cero, mediante la posición normal del anillo de medición”.
(De Castro, 2009) ver Figura 14.
FIGURA 14. SENSOR DE ANILLOS DE CORTOCIRCUITO
SEMIDIFERENCIAL
(Vera, 2008)
23
2.3.5 SENSORES DE VELOCIDAD DE GIRO DE LAS RUEDAS
Da las señales de los sensores de velocidad de giro de las ruedas las unidades
de control de los sistemas ABS, ASR y ESP derivan la velocidad de rotación de
las ruedas (número de vueltas), para impedir el bloqueo o el patinaje de las
ruedas y asegurar así la estabilidad y dirigibilidad del vehículo se la puede
apreciar en la Figura 16. A partir de estas señales, los sistemas de navegación
calculan la distancia recorrida. (Bosch, 2012)
FIGURA 15. SENSORES DE VELOCIDAD DE GIRO DE LAS RUEDAS
(Vera, 2008)
24
2.3.6 SENSOR TACOMÉTRICO DE CAJA DE CAMBIO
Según Bosch para su funcionamiento debe ser conectado a una fuente de
tensión (tensión de alimentación UV) como se observa en la Figura 16. El
sensor puede detectar la señal de velocidad de rotación generada por ruedas
dentadas y discos de chapa ferro magnéticos o por coronas multipolares,
aprovecha el efecto Hall y suministra una señal de amplitud constante,
independiente de la velocidad de rotación. (Bosch, 2012)
FIGURA 16. SENSOR TACOMÉTRICO DE CAJA DE CAMBIO
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
25
2.3.7 PORTA INYECTOR CON SENSOR DE MOVIMIENTO DE AGUJA
El perno de presión prolongado, de magnetismo permanente, penetra en la
bobina. La profundidad de penetración determina el flujo magnético en la
bobina como se ve en la figura 17. Un movimiento de la aguja del inyector
induce, con la variación del flujo magnético en la bobina, una señal de tensión
dependiente de la velocidad que es procesada directamente en un circuito de
evaluación en la unidad de control. La superación de una tensión umbral le sirve
al circuito de evaluación como señal para el comienzo de inyección. (Bosch,
2012)
FIGURA 17. PORTA INYECTOR CON SENSOR DE MOVIMIENTO DE AGUJA
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
26
2.3.8 SENSOR CAPACITIVO
Cuando un objeto se aproxima al sensor la sonda aumenta su capacitancia y
activa el oscilador provocando que éste dispare el circuito de salida. (Figura 18).
Generalmente este tipo de sensores funcionan como interruptores abiertos o
cerrados y la sonda está casi siempre calibrada según el rango de la variable
física de entrada. (Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
FIGURA 18. SENSOR CAPACITIVO
(Parera, 2007)
2.3.9 SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN
Ubicación: Se encuentra en el ducto de plástico de la admisión del aire. Puede
estar en el filtro de aire o fuera del antes del cuerpo de aceleración. Ver figura
19.
27
Función: Medir la temperatura del aire. Este sensor trabaja en función de la
temperatura, ósea que si el aire está en expansión o en compresión, esto
debido a su temperatura.
Causas de falla: Cable abierto, terminal aterrizada, ECU dañado, falso
contacto.
Fallas: Altas emisiones contaminantes de monóxido de carbono, consumo
elevado de combustible, problemas para el arranque en frio y Deceleración
ligeramente elevada o alta. (Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011).
FIGURA 19. SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN
(Gil, SISTEMAS DE INYECCION DE GASOLINA, 2007)
2.3.10 SENSOR DE FLUJO DE AIRE
En la Figura 20 se puede ver el más común de los sensores de flujo. Este tipo
de sensor de flujo se recomienda cuando se requiere detectar caudales entre
0,5 LPM y 20 LPM. Consiste en una aleta que cambia de posición empujado por
28
el flujo circulante. El pistón puede regresar a su posición inicial por gravedad o
por medio de un resorte. (Arias, 2009)
FIGURA 20. SENSOR DE FLUJO DE AIRE
(Trista, 2012)
2.3.11 SENSOR DE LLUVIA
Es un dispositivo utilizado para posibilitar el funcionamiento automático del
limpiaparabrisas según la intensidad de la lluvia como se lo puede apreciar en
la figura 21. (Alonso, 2008)
29
FIGURA 21. SENSOR DE LLUVIA
(Trista, 2012)
2.3.12 SENSOR CERRADURA DE PUERTA
El funcionamiento es sencillo: Un lector reconoce la huella dactilar del conductor
y abre el coche. Este sistema también podría remplazar la llave utilizada para
el encendido del vehículo y podrían ser utilizados para los reglajes de asiento,
espejo y volante. El sensor se lo puede observar en la figura 22. (Alonso, 2008).
FIGURA 22. SENSOR CERRADURA DE PUERTA
(Trista, 2012)
30
2.3.13 SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE
Entrega señal de voltaje variable a la ECU respecto a la temperatura del
refrigerante del motor. Es de tipo termistor. Ver Figura 23. (Bosch, Los
Sensores en el Automóvil, 2011).
FIGURA 23. ECT (Sensor de temperatura del refrigerante)
(Trista, 2012)
2.3.14 SENSOR DE OXÍGENO (O2S)
Entrega a la ECU una señal de tensión oscilante entre 100 y 900 mili voltios,
que ella produce por sí misma, al sensor se lo puede apreciar en la Figura 24.
Esta señal es interpretada por la ECU si la mezcla aire combustible va rica o
pobre de combustible, con lo que la ECU corrige la mezcla a fin de mantenerla
en el rango ideal de 14.7 partes de aire por una parte de combustible. Esto sirve
además para el trabajo óptimo del catalizador. (Alonso M. , 2008)
31
FIGURA 24. Sensor de Oxígeno (O2S)
(Trista, 2012)
2.3.15 KS (SENSOR DE GOLPES)
Entrega una señal análoga tipo sierra que informa el golpe de la falda de los
pistones sobre las paredes del cilindro durante la aceleración al pasar cambios
para retrasar el encendido. Ver Figura 25.
Está situado en el bloque del motor en el múltiple de admisión o en la tapa de
válvulas. Es un sensor de tipo piezoeléctrico, la detonación o cascabeleo del
motor provoca que el sensor genere una señal de bajo voltaje y esta es
analizada por la ECU.
Esta información es usada por la ECU para controlar la regulación del tiempo,
atrasa el tiempo hasta un límite que varía según el fabricante puede ser de 17 a
22 grados, esto lo hace a través de un módulo externo llamado control
electrónico de la chispa. (Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011).
32
FIGURA 25. KS (sensor de golpes)
(Trista, 2012)
2.3.16 SENSOR DE POSICIÓN DE LA MARIPOSA TPS
Su función radica en registrar la posición de la mariposa enviando la
información hacia la unidad de control su representación gráfica lo encontramos
en la figura 26. El tipo de sensor de mariposa más extendido en su uso es el
denominado potenciómetro. (Gil, SISTEMAS DE INYECCION DE GASOLINA,
2007).
FIGURA 26. Sensor de Posición de la Mariposa TPS
(Trista, 2012)
33
2.3.17 SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO (VSS)
Los voltajes que proporciona este sensor a la computadora los interpreta para:
La velocidad de la marcha mínima, el embrague del convertidor de torsión,
información para que marque la velocidad, el tablero eléctrico digital, para la
función del sistema de control de la velocidad de crucero lo podemos observar
con sus partes en la Figura 27. (Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011).
FIGURA 27. Sensor de velocidad del vehículo (vss)
(Trista, 2012)
2.3.18 SENSOR DE FRENOS ABS
Un sensor electrónico de revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada
instante de la frenada si una rueda está a punto de bloquearse, ver figura 28.
En caso afirmativo, envía una orden que reduce la presión de frenado sobre esa
rueda y evita el bloqueo. (Parera, 2007)
34
FIGURA 28. Sensor de frenos ABS
(Trista, 2012)
2.3.19 VACU SENSOR
Este sensor mide la diferencia de presión, entre la atmosfera y el conducto de
admisión. Ver Figura 29. (Ralbowsky, 2004)
FIGURA 29. Vacu sensor
(Trista, 2012)
35
2.3.20 CKP (SENSOR DE POSICIÓN DEL CIGÜEÑAL)
Este sensor es el que le indica al motor el estado de giro del conjunto móvil
(Figura 30). La ECU luego calcula el número de R.P.M. (Alonso Perez, 2007)
FIGURA 30. CKP (Sensor de posición del cigüeñal)
(Trista, 2012)
2.3.21 CMP (SENSOR DE POSICIÓN DEL ÁRBOL DE LEVAS)
El sensor de CMP proporciona la información sobre la posición del árbol de
levas y la señal de velocidad del motor hacia la ECU. (Alonso Perez, 2007).
En la Figura 31 podemos apreciar un sensor CMP de la marca Chevrolet.
36
FIGURA 31. CMP (Sensor de posición del árbol de levas)
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
2.4 ACTUADORES
2.4.1 VÁLVULA EGR
La función principal de esta válvula, es permitir el paso de gases quemados,
hacia el conducto de entrada, para volver a quemarlos en la cámara de
combustión. Ver Figura 32
“Estos gases quemados, mezclados con la mezcla aire combustible, disminuyen
la velocidad de combustión, reducen las temperaturas elevadas; logrando con
esto una reducción de contaminantes (NOx)”. (Renan, 2012).
La válvula EGR, regula la cantidad de gases de escape que entran al múltiple
de admisión.
37
FIGURA 32. Válvula EGR
(Trista, 2012)
2.4.2 SISTEMA EVAP
La función del sistema EVAP es permitir la apropiada ventilación del sistema de
combustible y evitar que las evaporaciones se descarguen a la atmósfera, es
decir se debe retener y almacenar los vapores durante el motor está apagado,
que es cuando se da la mayor cantidad de evaporación. Cuando el motor se
arranca dichos vapores deben ser desalmacenados y quemados en los
cilindros. En la mayoría de los sistemas el almacenamiento se da en un
depósito de carbón activado, comúnmente llamado Cánister. El sistema con
todos sus componentes se lo puede observar en la Figura 33
La recirculación de gases de escape tiene dos misiones fundamentales, una es
reducir los gases contaminados procedentes de la combustión o explosión de la
mezcla y que mediante el escape sale al exterior. Estos gases de escape son
ricos en monóxido de carbono, carburos de hidrógeno y óxidos de nitrógeno.
(Riedl, 2003)
38
FIGURA 33. Sistema EVAP
(Amaro, 2013)
2.4.3 INYECTOR
La función es la de producir la inyección de combustible líquido finamente
pulverizado en el momento indicado y en la cantidad justa de acuerdo al
régimen de funcionamiento del motor. Sus partes se puede observar en la figura
34.
De acuerdo a la secuencia de encendido de un motor, el inyector, pulveriza
cierta cantidad de combustible a alta presión y finamente pulverizado en el ciclo
de compresión del motor, el cual, al ponerse en contacto con el aire muy
caliente, se mezcla y se enciende produciéndose la combustión. (Orovio, 2010)
39
FIGURA 34 Inyector
(Gil, Sistema de Inyección Diesel, 2009)
COMPUTADORA DEL AUTOMÓVIL
2.5 ECU
2.5.1 DESCRIPCIÓN
La computadora (ECU) del automóvil es muy similar en funciones a la
computadora del hogar, diferenciándose ambas en que, mientras la del hogar
es capaz de procesar palabras, conectarse a Internet, etc. la del automóvil está
especialmente creada para interpretar los valores de los sensores como se ve
en la figura 35.
40
Estas computadoras tienen innumerables componentes electrónicos en su
interior entre los que podemos mencionar a los microprocesadores, en gran
número, montados en una placa impresa con cobre, que le permiten realizar
cálculos de los más variados tendientes a mejorar la eficiencia del automóvil y
generalmente, a nadie le importa como lo hace a excepción de los mecánicos
especializados.
A medida que la tecnología avanza, estos micros se hacen cada vez más
comunes y avanzados lo que permite el manejo de mucha información
proveniente de los sensores. (Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
Otra función de las ECU es la de guardar la información de las fallas a los
efectos de que puedan ser detectadas por decodificación en los talleres que
posean el equipamiento adecuado. Las capacidades de las computadoras de
vehículos varían mucho en cuanto a sus prestaciones y modelos de éstos. Es
así que, en algunos automóviles las ECU pueden controlar únicamente la
inyección de combustible y el sistema de ignición, mientras que en otros,
controlan además el tablero de instrumentos, la temperatura interior, el sistema
de frenos, etc.
El control del paso de combustible hacia los inyectores presentaba una enorme
diversidad de requerimientos, lo que obligó al uso de un sistema que manejara
una vasta variedad de datos y nada mejor que una computadora para hacerlo.
41
FIGURA 35. COMPUTADORA DEL AUTO
(Bosch, Los Sensores en el Automóvil, 2011)
2.5.2 FORMA DE TRABAJAR DE LA ECU
Ahora bien, el desarrollo de estas computadoras tiene que ver con el manejo de
datos que se le proporcionan desde afuera o para decirlo de otra manera,
mientras que la computadora del hogar recibe datos del Mouse o del teclado, la
computadora del automóvil lo hace por medio de los sensores.
42
Para el control del sistema de inyección la computadora debe conocer cuánto
aire entra al motor en un determinado instante. Esto se hace mediante un
sensor de flujo cuyos datos son procesados por la computadora con otras
informaciones tales como la temperatura del aire, la presión y la velocidad del
motor.
Todas estas últimas informaciones o datos son proporcionados por sensores
colocados adecuadamente en diferentes partes del motor y conectados a la
computadora y con estos datos, la ECU realiza millones de cálculos por
segundo para efectuar las correcciones necesarias a los inyectores. Esta
calcula y procesa las señales de los sensores y envía la información al sistema
de inyección que es el encargado de permitir el paso del combustible al motor.
Para el caso de computadoras que controlan los sistemas de ignición, se
requieren de sensores que midan la velocidad del motor y la posición del pistón.
La computadora calcula el instante preciso en el cuál debe enviar la señal al
módulo de ignición para que salte la chispa y encienda la mezcla.
Para el caso de los sensores montados en las ruedas, éstos envían señales al
sistema anti-bloqueo y si la computadora detecta que una rueda se mueve más
rápido que la otra, le ordena al sistema que la frene un poco a los efectos de
igualarlas a todas en el desplazamiento. Todo esto se hace separadamente y
para cada rueda.
43
2.5.3 FORMA DE CONTROLAR DE LA ECU
Todas las funciones que poseen las computadoras son controladas por un
programa (software) que está escrito por especialistas en sus respectivas
áreas, siendo éste guardado dentro la misma en circuitos integrados llamados
memorias.
Como es de imaginarse, las computadoras de los vehículos deben estar
protegidas contra polvo, agua, aceite, vibraciones, temperatura (pueden
funcionar entre -40ºC y + 140ºC). A tal punto se sostienen estos conceptos por
parte de los diseñadores, que hoy en día la seguridad es uno de los temas más
tenidos en cuenta por la industria automotriz y el uso de las computadoras ha
contribuido en este aspecto, haciendo a los vehículos cada vez más seguros y
más avanzados.
1) Bloque de Entrada: Se denomina bloque de entrada a todos los circuitos
que se encuentran como receptores de las diferentes señales que van a
ingresar a la ECU y antes de que lleguen al microprocesador. Se puede
encontrar en este sentido, filtros, amplificadores, conversores análogos a digital,
comparadores, recortadores, etc.
Las señales que va a ingresar al microprocesador, son tratadas por todos estos
circuitos. Los circuitos que se encuentren en este "camino hacia el
microprocesador" serán los que se denominaran bloque de entrada.
44
2) Bloque de Procesamiento: Se denomina bloque de procesamiento a todo el
circuito que desarrolla las funciones programadas y que están constituidos
circuitalmente por el procesador, memorias y todo circuito que se vea
involucrado en la ejecución del software.
3) Bloque de salida: Así como las señales son tratadas al ingresar, antes de
llegar al microprocesador por circuitos previos que se han denominado Bloque
de entrada, existen luego circuitos que se encuentran entre las salidas del
microprocesador y los diferentes elementos que van a ser actuados. (Orovio,
2010)
Aparecen así amplificadores, circuitos de potencia con transistores, todos los
denominados drivers o manejadores, etc. Vale decir aquellos que controlados
por el micro actuaran sobre los diferentes periféricos de potencia, como por
ejemplo: Bobinas de encendido, inyectores, relés, etc.
4) Bloque de Soporte: Se denomina así al conjunto de componentes que
tienen como función alimentar a los circuitos internos mencionados
anteriormente. Vale decir lo que constituye la fuente de alimentación de la ECU.
Componen este bloque, transistores, diodos, condensadores, reguladores de
voltaje, etc.
La división se encuentra representada en la figura 36.
45
S1 y S5 Bloque de entrada y Salida
S2 y S3 Bloque de Procesamiento
S4 Bloque de Soporte
FIGURA 36. PROCESADOR DE LA ECU
(Geek, 2012)
46
GPS
2.6 SISTEMA DE RASTREO SATELITAL
El sistema GPS consta de tres partes principales: los satélites, los receptores y
el control terrestre.
FIGURA 37. EJEMPLO DE UN GPS
(Anglada, 2013)
En la Figura 37 vemos como el sistema se compone en 24 satélites distribuidos
en seis órbitas polares diferentes, situadas a 2 169 kilómetros (11 000 millas) de
distancia de la Tierra. Cada satélite la circunvala dos veces cada 24 horas. Por
encima del horizonte siempre están “visibles” para los receptores GPS por lo
menos 4 satélites, de forma tal que puedan operar correctamente desde
cualquier punto de la Tierra donde se encuentren situados. (Puch, 2013).
47
Por norma general y para mayor exactitud del sistema, dentro del campo visual
de cualquier receptor GPS siempre hay por lo menos 8 satélites presentes.
Cada uno de esos satélites mide 5 m de largo y pesa 860 kg . La energía
eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos
paneles compuestos de celdas solares adosadas a sus costados. Están
equipados con un transmisor de señales codificadas de alta frecuencia, un
sistema de computación y un reloj atómico de cesio, tan exacto que solamente
se atrasa un segundo cada 30 mil años.
La posición que ocupan los satélites en sus respectivas órbitas facilita que el
receptor GPS reciba, de forma constante y simultánea, las señales de por lo
menos 6 u 8 de ellos, independientemente del sitio donde se encuentre situado.
Mientras más señales capten el receptor GPS, más precisión tendrá para
determinar las coordenadas donde se encuentra situado. Ver Figura 38.
FIGURA 38. SATÉLITE DE UN GPS
(Anglada, 2013)
48
2.6.1 TIPOS DE RECEPTORES GPS
Los receptores GPS detectan, decodifican y procesan las señales que reciben
de los satélites para determinar el punto donde se encuentran situados y son de
dos tipos: portátiles y fijos. Los portátiles pueden ser tan pequeños como
algunos teléfonos celulares o móviles. Los fijos son los que se instalan en
automóviles o coches, embarcaciones, aviones, trenes, submarinos o cualquier
otro tipo de vehículo. Un Ejemplo de estos se lo puede apreciar en la figura 39.
FIGURA 39. RECEPTOR GPS
(Puch, 2013)
GPS portátil. Se puede utilizar moviéndonos a pie o dentro del Auto.
El monitoreo y control de los satélites que conforman el sistema GPS se ejerce
desde diferentes estaciones terrestres situadas alrededor del mundo, que
rastrean su trayectoria orbital e introducen las correcciones necesarias a las
señales de radio que transmiten hacia la Tierra. Esas correcciones benefician la
exactitud del funcionamiento del sistema, como por ejemplo las que corrigen las
distorsiones que provoca la ionosfera en la recepción de las señales y los
ligeros cambios que introducen en las órbitas la atracción de la luna y el sol.
(Anglada, 2013)
49
FIGURA 40. GPS EN EL AUTO
(Puch, 2013)
Receptor GPS situado de forma fija en el salpicadero de un automóvil (figura
40). A la derecha se puede apreciar el trazado de las calles de la urbanización
por las que se desplaza el vehículo en esos momentos.
2.6.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL GPS
Los receptores GPS más sencillos están preparados para determinar con un
margen mínimo de error la latitud, longitud y altura desde cualquier punto de la
tierra donde se encuentren situados. Otros más completos muestran también el
punto donde se ha estado e incluso trazan de forma visual sobre un mapa la
trayectoria seguida o la que vamos siguiendo en esos momentos. Esta es una
capacidad que no poseían los dispositivos de posicionamiento anteriores a la
existencia de los receptores GPS.
El funcionamiento del sistema GPS se basa también, al igual que los sistemas
electrónicos antiguos de navegación, en el principio matemático de la
triangulación. Por tanto, para calcular la posición de un punto será necesario
50
que el receptor GPS determine con exactitud la distancia que lo separa de los
satélites. Como se explicó anteriormente, con la aplicación del principio
matemático de la triangulación se puede conocer conocer el punto o lugar
donde se encuentren situados, e incluso rastrear y ubicar el origen de una
transmisión por ondas de radio. El sistema GPS utiliza el mismo principio, pero
en lugar de emplear círculos o líneas rectas crea esferas virtuales o imaginarias
para lograr el mismo objetivo. (Puch, 2013)
Desde el mismo momento que el receptor GPS detecta una señal de
radiofrecuencia transmitida por un satélite desde su órbita, se genera una
esfera virtual o imaginaria que envuelve al satélite. El propio satélite actuará
como centro de la esfera cuya superficie se extenderá hasta el punto o lugar
donde se encuentre situada la antena del receptor; por tanto, el radio de la
esfera será igual a la distancia que separa al satélite del receptor. A partir de
ese instante el receptor GPS medirá las distancias que lo separan como mínimo
de dos satélites más. Para ello tendrá que calcular el tiempo que demora cada
señal en viajar desde los satélites hasta el punto donde éste se encuentra
situado y realizar los correspondientes cálculos matemáticos.
FIGURA 41. DESCRIPCIÓN DE ONDAS RECEPTORAS
(Puch, 2013)
51
Cuando se lanza una piedra al agua se generan una serie de ondas
concéntricas, que se amplían a partir del punto donde ésta cae, de forma similar
a como lo hacen las ondas de radiofrecuencia representada en la Figura 41.
Todas las señales de radiofrecuencias están formadas por ondas
electromagnéticas que se desplazan por el espacio de forma concéntrica a
partir de la antena transmisora, de forma similar a como lo hacen las ondas que
se generan en la superficie del agua cuando tiramos una piedra. Debido a esa
propiedad las señales de radio se pueden captar desde cualquier punto situado
alrededor de una antena transmisora. Las ondas de radio viajan a la velocidad
de la luz, es decir, 300 mil kilómetros por segundo (186 mil millas por segundo)
medida en el vacío, por lo que es posible calcular la distancia existente entre un
transmisor y un receptor si se conoce el tiempo que demora la señal en viajar
desde un punto hasta el otro.
Para medir el momento a partir del cual el satélite emite la señal y el receptor
GPS la recibe, es necesario que tanto el reloj del satélite como el del receptor
estén perfectamente sincronizados. El satélite utiliza un reloj atómico de cesio,
extremadamente exacto, pero el receptor GPS posee uno normal de cuarzo, no
tan preciso. Para sincronizar con exactitud el reloj del receptor GPS, el satélite
emite cada cierto tiempo una señal digital o patrón de control junto con la señal
de radiofrecuencia. Esa señal de control llega siempre al receptor GPS con más
retraso que la señal normal de radiofrecuencia. El retraso entre ambas señales
será igual al tiempo que demora la señal de radiofrecuencia en viajar del satélite
al receptor GPS. (Puch, 2013)
52
La distancia existente entre cada satélite y el receptor GPS la calcula el propio
receptor realizando diferentes operaciones matemáticas. Para hacer este
cálculo el receptor GPS multiplica el tiempo de retraso de la señal de control por
el valor de la velocidad de la luz. Si la señal ha viajado en línea recta, sin que la
haya afectado ninguna interferencia por el camino, el resultado matemático será
la distancia exacta que separa al receptor del satélite.
Las ondas de radio que recorren la Tierra lógicamente no viajan por el vacío
sino que se desplazan a través de la masa gaseosa que compone la atmósfera;
por tanto, su velocidad no será exactamente igual a la de la luz, sino un poco
más lenta. Existen también otros factores que pueden influir también algo en el
desplazamiento de la señal, como son las condiciones atmosféricas locales, el
ángulo existente entre el satélite y el receptor GPS, etc. Para corregir los
efectos de todas esas variables, el receptor se sirve de complejos modelos
matemáticos que guarda en su memoria. Los resultados de los cálculos los
complementa después con la información adicional que recibe también del
satélite, lo que permite mostrar la posición con mayor exactitud.
2.6.3 UBICACIÓN DE LA POSICION DEL RECEPTOR GPS
Para ubicar la posición exacta de donde se encuentra situado, el receptor GPS
tiene que localizar por lo menos 3 satélites que le sirvan de puntos de
referencia. En realidad eso no constituye ningún problema porque normalmente
siempre hay 8 satélites dentro del “campo visual” de cualquier receptor GPS.
Para determinar el lugar exacto de la órbita donde deben encontrarse los
satélites en un momento dado, el receptor tiene en su memoria un almanaque
electrónico que contiene esos datos. (Puch, 2013)
53
Tanto los receptores GPS de mano, como los instalados en vehículos con
antena exterior fija, necesitan abarcar el campo visual de los satélites.
Generalmente esos dispositivos no funcionan bajo techo ni debajo de las copas
de los árboles, por lo que para que trabajen con precisión hay que situarlos en
el exterior, preferiblemente donde no existan obstáculos que impidan la
visibilidad y reduzcan su capacidad de captar las señales que envían a la Tierra
los satélites.
2.6.4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS RECEPTORES GPS
Primero: cuando el receptor detecta el primer satélite se genera una esfera
virtual o imaginaria, cuyo centro es el propio satélite. El radio de la esfera, es
decir, la distancia que existe desde su centro hasta la superficie, será la misma
que separa al satélite del receptor. Éste último asume entonces que se
encuentra situado en un punto cualquiera de la superficie de la esfera, que aún
no puede precisar.
Segundo: al calcular la distancia hasta un segundo satélite, se genera otra
esfera virtual. La esfera anteriormente creada se superpone a esta otra y se
crea un anillo imaginario que pasa por los dos puntos donde se interceptan
ambas esferas. En ese instante ya el receptor reconoce que sólo se puede
encontrar situado en uno de ellos.
Tercero: el receptor calcula la distancia a un tercer satélite y se genera una
tercera esfera virtual. Esa esfera se corta con un extremo del anillo
anteriormente creado en un punto en el espacio y con el otro extremo en la
54
superficie de la Tierra. El receptor discrimina como ubicación el punto situado
en el espacio utilizando sus recursos matemáticos de posicionamiento y toma
como posición correcta el punto situado en la Tierra.
Cuarto: una vez que el receptor ejecuta los tres pasos anteriores ya puede
mostrar en su pantalla los valores correspondientes a las coordenadas de su
posición, es decir, la latitud y la longitud.
Quinto: para detectar también la altura a la que se encuentra situado el
receptor GPS sobre el nivel del mar, tendrá que medir adicionalmente la
distancia que lo separa de un cuarto satélite y generar otra esfera virtual que
permitirá determinar esa medición. (Anglada, 2013)
Si por cualquier motivo el receptor falla y no realiza las mediciones de
distancias hasta los satélites de forma correcta, las esferas no se interceptan y
en ese caso no podrá determinar, ni la posición, ni la altura. Ver Figura 42.
55
FIGURA 42. MICROPROCESADOR DEL GPS
(Puch, 2013)
2.6.5 EL RECEPTOR GPS
La mayoría de los receptores GPS actuales tienen la posibilidad, como valor
añadido, de guardar en memoria la información digitalizada de mapas, planos
de calles de ciudades, red de carreteras y otras prestaciones que puede
mostrar gráficamente en su pantalla con un alto nivel de detalle. Una vez que
conocemos las coordenadas de nuestra posición es posible ampliar o reducir la
escala de los mapas para saber orientar mejor o seleccionar el camino más
corto hasta nuestro destino.
Si usted es de las personas que se desorientan y extravían con facilidad cuando
intenta llegar hasta un sitio cualquiera que no conoce, con un receptor GPS le
será prácticamente imposible perderse aunque se encuentre en medio de una
gran ciudad desconocida, una carretera solitaria, un descampado, el océano, el
desierto o volando en un avión particular. En todo momento el receptor GPS
56
muestra las coordenadas del punto donde éste se encuentra situado durante
todo el tiempo que se encuentre funcionando y, además, bajo cualquier tipo de
condiciones climatológicas que le rodee.
Por otra parte, ya no es necesario cargar con un montón de mapas a la hora de
realizar un viaje, pues si el vehículo en que vamos a viajar lleva instalado un
receptor GPS, se podrá seguir en su pantalla el trazado del recorrido que va
siguiendo, la velocidad de desplazamiento y el tiempo que demora o demorará
en trasladarse de un punto a otro.
“Para que el receptor GPS realice todas esas operaciones sólo será necesario
introducirle de antemano las coordenadas de los diferentes puntos de la ruta
que se pretende seguir. Los receptores fijos que están dotados con esta
posibilidad, así como algunos portátiles, permiten introducir en su memoria las
coordenadas de diferentes puntos de interés. De esa forma se puede organizar
el trazado completo de una ruta, la que una vez introducida en la memoria se
podrá reutilizar otra vez en cualquier momento que se necesite. Así sólo será
necesario indicarle al receptor GPS el trayecto que queremos recorrer y éste se
encargará de guiarnos, mostrándonos las vías más idóneas, así como las
distancias existentes entre un punto y otro a medida que nos desplazamos por
la carretera”. (Puch, 2013)
Purch en su libro aclara que actualmente se fabrican receptores GPS que
muestran directamente mapas de un área determinada. Otros aceptan también
memorias conteniendo mapas detallados, incluso de ciudades, que le indican al
usuario la forma de encontrar una dirección mientras conduce un vehículo.
57
3 METODOLOGÍA
3.1 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL DISPOSITIVO
ELECTRÓNICO
3.1.1 MICRO CONTROLADOR PIC 16F628A
Trata de uno de los micro controladores más populares del mercado actual,
ideal para principiantes, debido a su arquitectura de 8 bits, 18 pines, y un set de
instrucciones RISC muy amigable para memorizar y fácil de entender,
internamente consta de:
Memoria Flash de programa (1K x 14).
Memoria EEPROM de datos (64 x 8).
Memoria RAM (68 registros x 8).
Un temporizador/contador (timer de 8 bits).
Un divisor de frecuencia.
Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el
puerto A y 8 pines el puerto B).
Otras características son:
Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).
Bajo consumo.
Frecuencia de reloj externa máxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas
versiones). La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo
que significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sería de 5Mhz y
así pues se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS)
No posee conversores analógicos - digital ni digital - analógico
58
Pipe-line de 2 etapas, 1 para búsqueda de instrucción y otra para la
ejecución de la instrucción (los saltos ocupan un ciclo más).
Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 30
instrucciones distintas. (Ibrahim, 2009).
FIGURA 43. MICRO CONTROLADOR PIC 16F628a
(Integrado, 2012)
El Micro controlador que se encuentra en la Figura 43 se puede programar
mediante MIKROBASIC para determinar las funciones de cada uno de los pines
que posee, cabe recalcar que del pin 5 hacia arriba son los Lectores o
procesadores y del pin 5 hacia abajo son los actuadores los cuales nos van a
dar la función requerida mediante la programación.
59
3.1.2 MOSFET
El MOSFET es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales
electrónicas, se basan en la creación de un canal entre el drenador y el surtidor,
al aplicar una tensión en la compuerta. La tensión de la compuerta atrae
portadores minoritarios hacia el canal, de manera que se forma una región de
inversión, es decir, una región con dopado opuesto al que tenía el sustrato
originalmente. El término enriquecimiento hace referencia al incremento de la
conductividad eléctrica debido a un aumento de la cantidad de portadores de
carga en la región correspondiente al canal. El canal puede formarse con un
incremento en la concentración de electrones (en un nMOSFET o NMOS), o
huecos (en un pMOSFET o PMOS). (Alcalde, 2010)
FIGURA 44. MOSFET
(Priare, 2007)
El MOSFET que de nuestro proyecto es el N-P-N como se muestra en la figura
44 porque la mayoría de las aplicaciones en el campo automotriz se las realiza
en la parte de tierra en un circuito eléctrico debido a su gran efectividad para
60
actuar sin que varíe las configuraciones del automóvil que vienen de casa o
fábrica.
3.1.3 RESISTENCIAS
“Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso
de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina
según la llamada ley de Ohm cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le
aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la
resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio
cuando se le aplica una tensión de 1 voltio”. (Colmenar, 2012)
La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio
es la letra griega omega, Ω. Su representación la podemos apreciar en la figura
45. En algunos cálculos eléctricos se emplea el inverso de la resistencia, 1/R,
que se denomina conductancia y se representa por G. La unidad de
conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse en ciertas
obras la denominación antigua de esta unidad, Ohm.
Las resistencias según el valor determinado por el codigo de colores (Figura 46)
permiten activar los leds en el banco de pruebas de laboratorio asi tambien
como los MOSFET y relés de paralización que se utilizó en la construcción del
dispositivo electrónico de paralización, se utilizaran resistencias de 120 Ω hasta
4,7 K Ω debido al consumo que generan los componentes eléctricos dentro de
la placa.
61
FIGURA 45. RESISTENCIA
(Robinson, 2013)
FIGURA 46. CÓDIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS
(Robinson, 2013)
62
3.1.4 INDUCTANCIA
Es posible demostrar que el paso de corriente por un conductor va acompañado
de efectos magnéticos; la aguja de una brújula colocada cerca de un conductor,
por ejemplo, se desviará de su posición normal norte-sur. La corriente crea un
campo magnético.
Esta caída de tensión que no tiene nada que ver con la caída de tensión de
ninguna resistencia del circuito, es el resultado de una tensión opuesta inducida
en el circuito mientras el campo crece hasta su valor final.
“La FEM inducida o fuerza contra electromotriz desaparece, puesto que ya no
se está almacenando más energía. Puesto que la FEM inducida se opone a la
FEM de la fuente, tiende a evitar que la corriente aumente rápidamente cuando
se cierra el circuito”. (Colmenar, 2012)
FIGURA 47. INDUCTANCIA
(Robinson, 2013)
63
La inductancia en el prototipo electrónico servirá para proteger el sistemas de
las variaciones o ruidos electrónicos que provienen del alternador del automóvil
(ver Figura 47), también servirá para cuidar el circuito eléctrico en caso de que
sea conectado de forma errónea protegiendo cada uno de los componentes que
lo conforman.
3.1.5 CAPACITORES
Es un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por
dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo
que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
“En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas
o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una
lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un
generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa.
Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otra
positivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin
embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.”
(Arboledas, 2010)
Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante
(por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es
como un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos
de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy
64
útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada
parte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.
FIGURA 48. CAPACITORES
(Colmenar, 2012)
La función principal de los capacitores (Figura 48) en el circuito electrónico es
almacenar energía, en caso de haber una caída de tensión y de enviar una
señal nítida en el transformador de 12v a 5v con lo cual podremos operar el
micro controlador sin tener variaciones de tensión que pueden darle valores
inexactos para que pueda operar.
3.1.6 OPTOCOPLADOR
Un optoacoplador, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como
un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un
65
componente opto electrónico, normalmente en forma de fototransistor o
fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un
foto emisor y un foto receptor cuya conexión entre ambos es óptica. Se suelen
utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles. (Alcalde, 2010)
FIGURA 49. OPTOCOPLADOR
(Integrado, 2012)
El optoacoplador en el diseño ayuda como sensor de luz el cual permitirá
verificar si el modulo del GPS está funcionando correctamente o si fue
desconectado con lo cual dependiendo de esta señal bloquearemos o no el
automóvil para protección del mismo se lo puede apreciar en la figura 49.
3.1.7 CIRCUITO INTEGRADO 7805
El 7805 es la denominación de una popular familia de reguladores de tensión
positiva. Es un componente común en muchas fuentes de alimentación. Tienen
tres terminales (voltaje de entrada, masa y voltaje de salida) y especificaciones
66
similares que sólo difieren en la tensión de salida suministrada o en la
intensidad. La intensidad máxima depende del código intercalado tras los dos
primeros dígitos. (Ibrahim, 2009)
FIGURA 50. CIRCUITO INTEGRADO 7805
(Ribbens, 2009)
Este circuito que viene sellado desde fábrica nos permitirá trasformar los 12V
de la batería a 5V (Figura 50) con lo cual se puede activar el miro controlador
sin ningún problema logrando la idea que se diseñó según la programación. Ver
Anexo 4.
67
3.2 FUNCIONAMIENTO DEL RASTREO SATELITAL
FIGURA 51. FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO DE RASTRÉO SATELITAL
El sistema de rastreo satelital se basa en la comunicación del GPS con los
satélites y del GSM con las entenas de telefonía móvil, en el modo GPS cabe
recalcar que para que el vehículo tenga una ubicación más exacta debe operar
por lo menos con 3 satélites, ya que el momento de comunicarse con estos el
dispositivo mide la longitud, latitud y altura; logrando una posición geográfica
casi exacta con un margen de error de aproximadamente 10m.
68
Algunas empresas o dispositivos de rastreo funcionan con 4 satélites y esto
genera una ubicación más precisa ya que el satélite extra que tiene percibe otra
altura desde un punto inclinado dando así un margen de error de unos 6
metros, pero si el equipo funciona con 2 o 1 satélite la ubicación solo es
referencial y el margen de error es de kilómetros lo cual no es beneficioso
debido a su gran distancia de error, esto más se usa para limitar regiones o
ciudades.
El otro modo de comunicar el equipo es a través de las antenas GSM que son
de telefonía móvil, estas emiten señales a las antenas más cercanas que estén
en la zona donde se encuentra el equipo pero la desventaja de estas es que no
tienen cobertura en todas las regiones, es decir que en alguno sitios no
funcionará perdiendo la comunicación del equipo, por tal razón el equipo debe
estar provisto de la antena GPS y GSM para que se vayan complementando
porque cuando no funciona una la otra la reemplazará. El Funcionamiento del
sistema GPS se encuentra graficado en la Figura 51.
Las maneras de comunicar el equipo con la empresa y el cliente son las
siguientes:
- El vehículo con el dispositivo: Este envía señales de onda hacia las
antenas GSM las mismas que conectarán con otras antenas hasta llegar
a la plataforma de la empresa en donde está la reconocerá como usuario
y una vez hecho esto enviará la ubicación al dispositivo del vehículo que
contiene una memoria donde puede guardar las 2000 últimas
ubicaciones que recibió de la plataforma y las va actualizando
69
dependiendo sea la programación de la plataforma o las veces que el
usuario necesite.
- Operador de la Empresa: es la persona que tiene comunicación directa
con la plataforma de la empresa debido a que tiene prioridad en la
ubicación de los equipos de sus clientes y este actualiza las ubicaciones
de los equipos cada 2 min logrando un seguimiento de rastreo en caso
de que un cliente necesite recuperar su vehículo que fue sustraído,
además este operador tiene la capacidad de bloquear el vehículo desde
la computadora central de la empresa impidiendo que el ladrón siga
avanzando con el vehículo robado.
- Web de la Empresa: es una página creada por la empresa en la cual
pueden acceder todos los clientes de la misma con un usuario y código
que la misma empresa entrega con el fin de que el cliente pueda hacer
un seguimiento de su vehículo a través de su computador. Además esta
página consta con un botón de pánico que comunica a la central de
operaciones de que el vehículo fue robado poniendo en alerta a la
empresa para que recupere el vehículo.
- Short Code 2581: Es un sistema de mensajería de celulares de
cualquier operadora en la cual envían uno con la cédula de identidad y la
clave que la empresa les proporcionó al 2581 para lograr la ubicación de
su vehículo, este mensaje se conecta con un plataforma llamada
DINANA que se encuentra en Venezuela y de ahí se conecta con la
plataforma de la empresa la misma que reconocerá si es o no usuario de
la empresa para poder facilitarle las coordenadas de su vehículo.
70
- Página Web Móvil: está basado en la aplicación que se puede
descargar de los teléfonos Smartphones y su funcionabilidad es similar a
la página web de la empresa con la diferencia que esta se puede
conectar desde cualquier ubicación del usuario por medio de su
compañía de telefonía móvil.
3.3 ELABORACIÓN DEL CIRCUITO DEL DISPOSITIVO
ELECTRÓNICO
FIGURA 52. DISEÑO DEL CIRCUITO
71
En la figura 52 se observa cómo está constituido la parte del circuito eléctrico
que tiene nuestro dispositivo electrónico con el cual impediremos el encendido
del automóvil en caso que el equipo de rastreo satelital haya sido averiado o
desconectado del vehículo. Cada parte se detallará en varios pasos que son los
siguientes:
FIGURA 53. FUENTE DEL DISPOSITIVO ELECTRÓNICO
La forma de poder dar un voltaje de 5V es mediante un circuito integrado 7805
que es aquel que transforma los 12V de la batería a los 5V que necesitamos
para nuestro dispositivo como se muestra en la figura 53, pero antes debemos
proteger esta señal con varios elementos como los son R1 y D1 que son una
inductancia de 100 micro henrios y un diodo 1N4001 respectivamente los
mismos que darán la protección en caso de que el dispositivo no sea
polarizado o conectado correctamente evitando que la placa o algún elemento
eléctrico se queme, seguido tenemos un C1 que es un capacitor electrolítico
que su función es guardar energía en caso que se necesite y limpiar la señal de
voltaje debido a que el alternador genera bastantes ruidos eléctrico y esto
puede generar picos altos que pueden dañar el dispositivo su valor es de 470
pico faradios, una vez limpia la señal el voltaje ingresa al circuito integrado 7805
en donde por medio de su programación de fábrica transforma los 12V a 5V
teniendo así nuestro voltaje de trabajo; por último se coloca otro capacitores
72
cerámico C2 de 1 nano faradio que va a limpiar la señal de 5V manteniéndola
nítida para alimentar todo el circuito.
FIGURA 54. ACTIVACIÓN DEL PIC16F628a
En esta parte del circuito (Figura 54) se ve cómo activar el Pic 16F628a,
primero se tiene P1 que es un optoacoplador y que va hacer la función de un
sensor de luz que indicará si el módulo del GPS está conectado o no porque
este cierra el circuito a tierra al optoacoplador, este consta solo de un diodo luz
y un transistor NPN en su interior, el Pin A recibe 12 voltios de batería y se
conecta con el Ánodo del Diodo Led y el Pin K es el Cátodo del Diodo Led y
este va conectado hacia el módulo del GPS dando señal de si este está
operando o conectado, si esta la unidad del GPS el diodo led activa el transistor
NPN que son los pines E y C; permitiendo el paso de señal de tierra hacia el Pic
evitando el bloqueo del vehículo, para que este transistor funcione hay que
conectar una resistencia como está en el circuito R2 de 330 Ω para protección
del componente.
73
Por el Pin C del optoacoplador envía la señal de tierra que pasa por la
resistencia R2 y luego se dirige a una división que es pasar por R3 de 10K Ω en
donde se detiene y evita hacer corto circuito en el voltaje de 5V, el otro camino
es activar Q1 que es un transistor PNP y que tiene a la resistencia R3 para su
activación esta a su vez permite el paso de 5V al transistor Q5 que es un NPN
que se encuentra protegido por una resistencia R10 de 4,7K Ω, para evitar
hacer corto circuito esta señal de negativo que sale del Transistor Q5 sirve para
dar el 0 o 1 lógico que recibirá el Pic 16F628a para que este mediante su
programación actuará; cuando la unidad del GPS se encuentre conectada
recibe un 0 Lógico u cuando no esté conectada recibe un 1 lógico, este último
recibe directamente de la alimentación de los 5V proveniente de la fuente del
circuito que pasa por la resistencia R10 hacia el Pic.
En el circuito también se encuentra dos capacitores C3 y C4 de 22 pico
faradios, estos van a guardar energía y absorber vibraciones y ruidos eléctricos
para X1 que es un cristal de 4Mhz que va hacer la función de reloj externo del
Pic16f628a para poder programar los tiempos de operación de bloqueo del
auto, por último se tiene un capacitor C5 que va acumular energía para la
alimentación del Pic reteniendo ruidos eléctricos que podrían presentarse.
FIGURA 55. PIC16F628A
74
Este Pic 16F628a se lo puede programar bajo MikroBasic que es un sistema
operativo para micro controladores en los cuales se les puede dar una función
específica de trabajo (Ver Figura 55), para el bloqueo del automóvil se realizó la
siguiente programación:
FIGURA 56. PROGRAMACIÓN DEL PIC16F628A
En la Figura 56 se encuentra la programación del Pic la cual empieza
detallando línea por línea lo que con tiene la programación del Pic 16F628a, La
línea “Program” sirve para dar un nombre a todo el archivo que se quiere
ejecutar por tal razón se escogió tesis debido a que pertenece a la misma que
está en desarrollo, “Main” da el inicio del programa al igual que “end” finaliza el
75
mismo; “cmcon” es un parámetro preestablecido para este tipo de pic y se lo
encuentra en la barra de herramientas para la activación del mismo.
“Trist” es una asignación que se le da a los pines para trabajar siendo 1 para
entrada y 0 para salidas, como se ve en la programación los puertos “A” son
todas las entradas de mi Pic” y los puertos “B” son todas las salidas es decir
son los actuadores de mi programa.
“Port” es una manera de indicar si los pines inician prendidos o apagados con
su respectivo 1 o 0 lógico correspondiente, en el caso de esta programación se
asigna a todos los pines estén apagados inicialmente.
Todo lo que se encuentre entre “while y “wend” corresponde a una condición de
programación que indica que si todo lo anterior se cumple se puede programar,
en las líneas de “if” se pone la condición de que si el puerto A0 recibe un 0
lógico significa que la unidad de GPS está conectada por tal razón a los puerto
B permanecerán apagados con la asignación de 0 lógico que da esa función;
pero si vemos que el puerto A0 recibe un 1 lógico significa que el GPS esta
desconectado por tal razón manda a operar dos funciones: la primera manda a
activar los puertos B0, B1 y B2 con un 1 lógico durante un tiempo de 200
milisegundos declarado en “delay” y segundo vuelve a activar los mismos
puertos pero con la diferencia de que el puerto B0 lo apaga con un 0 lógico
durante otros 200 milisegundos, con estas dos funciones logramos mantener
prendidos a los puertos B1 y B2 todo el tiempo mientras que el puerto B0 estará
prendiéndose y apagándose intermitentemente para hacer una conexión al
clacson de auto.
76
FIGURA 57. ACTUADORES DEL PIC16F628a
En esta última parte de nuestro circuito (Figura 57) se puede observar a los
actuadores de nuestro Pic ya que este al momento de programarlo hace que los
puertos B1 y B2 permanezcan prendidos y el puerto B0 se prenda y se apague
intermitentemente para activar un clacson, esto se cumplirá siempre y cuando el
Pic detecte que la unidad de GPS se encuentre averiada o desconectada, para
poder dar la señal de tierra a nuestros componentes debemos insertar 3
transistores de tipo NPN para que este sea activado por positivo y nos de una
señal en negativo o tierra, estos son los transistores Q2, Q3 y Q4
respectivamente para cada salida del Pic, estos serán activados por las
resistencias R4, R5 y R6 que son de 470 Ω pero a u vez poseen otras tres
resistencias conectadas en paralelo R7, R8 y R9 de 10 K Ω para protección de
los transistores.
El transistor Q4 es el que va a estar activando y desactivando el paso de tierra
hacia el cable del pito con el fin de producir un ruido entrecortado para distraer
al delincuente o a la persona que este dañando el dispositivo del GPS, los
transistores Q2 y Q3 enviaran una señal de negativo a las bobinas de dos Relés
que servirán de paralización, uno estará conectado hacia la “Ignición del
77
automóvil” y el otro hacia la “Bomba de Alimentación de Combustible” con lo
cual lograremos un bloqueo tremendo en el carro y el delincuente no podrá
desbloquearlo fácilmente.
3.4 PARALIZACIÓN VEHICULAR Y ACTIVACIÓN DE CLACSON
FIGURA 58. RELÉS PARALIZADORES Y EL CLACSON
En la Figura 58 ese encuentra dos ejemplos de cómo realizar paralización a un
vehículo y que comúnmente es utilizada por la mayoría de las alarmas y de las
empresas de rastreo satelital. El primero denominado “Relé de Ignición” permite
hacer el corte de corriente siempre y cuando nuestro Pic16F628a mande el
pulso negativo para energizar la bobina del Relé con lo cual la corriente no
pasaría por el cableado de la ignición evitando que la bomba trabaje y así
78
paralizando al vehículo; el segundo ejemplo es directamente a la bomba
denominado “Relé de Bomba” este hace la misma función que el Relé de
ignición pero este se encuentra conectado directamente al cable de la bomba
impidiendo el paso de corriente siempre y cuando el Pic16F628a envíe el pulso
negativo. Ver Anexo 5.
Con la colocación de estos dos Relés de paralización se obtendrá una
seguridad mayor en el vehículo, ya que comúnmente los delincuentes
encuentran solo un relé de paralización pero al momento de colocarlo otro ya
quedan aturdidos y no tendrían opción de mover el vehículo que quieren
sustraer.
Por último se tiene la conexión del clacson este se activara los pulsos negativos
que va a enviar al Pic16F628a con la diferencia que este pulso negativo no va a
ser constante sino entrecortado para así producir un sonido alternado entre
prendido y apagado con lo cual no se quemará el pito ni desgastaremos la
batería del automóvil, esta señal entrecortada es gracias a la programación que
se realizó al Pic en un principio.
79
3.5 CORTES EN EL SISTEMA ELÉCTRICO
FIGURA 59. CORTES EN EL SISTEMA ELÉCTRICO
En el sistema eléctrico se puede hacer un sinnúmero de cortes para poder
realizar una paralización vehicular como se ve en la figura 59 pero las
principales que se hacen son las siguientes:
- A: se denomina “Corte a la Bomba” la cual impide que alimente de
combustible al vehículo logrando así su paralización.
- B: llamada “Corte a la Ignición” este bloquea todo el sistema eléctrico del
automóvil impidiendo que este funcione y manteniéndolo parado.
80
- C: tiene el Nombre de “Corte a la Alimentación de la Bomba” funciona
bajo el mismo principio de A solo que es directamente al cable de
alimentación eléctrica de la bomba.
- D: “Bomba Control Positivo” corta la energía al borne positivo de la
bobina en el relé de la bomba de combustible impidiendo que esta se
energice y trabaje con normalidad.
- E: “Bomba Control Negativo” funciona del mismo modo pero en el borne
negativo de la bobina del relé, esta conexión se utiliza en el último de los
casos debido a que si no se hace una buena conexión podría dañar el
pin de la ECU y el automóvil quedaría averiado.
Para la ejecución del presente proyecto se usó dos tipos de corte el “Corte a la
Bomba” y el “Corte a la Ignición” con lo cual aseguramos de que el vehículo no
funcione cuando el dispositivo o módulo del GPS sea desconectado. Ver Anexo
6.
81
4. CONSTRUCCIÓN DE LA PLACA DEL MÓDULO
ELECTRÓNICO
El primer paso que se da es diseñar la placa en “PROTEUS” un programa de
simulación electrónica donde se puede apreciar cómo podrá quedar el circuito
electrónico una vez que esté ensamblado y soldado con sus respectivas partes
y componentes. (Ver Figuras 60, 61 y 62).
Se construye las pistas que son las que van a trasmitir la energía de un
componente a otro según el modelo que se realizó, esto se lo hace con el
programa ya mencionado con el fin de tener una visualización en forma de
placa imprimible y otra en forma de imágenes en 3D para tener la idea del
tamaño que el dispositivo electrónico en la realidad. Ver Anexo 7.
FIGURA 60. DISEÑO DE PLACA EN “PROTEUS”
82
FIGURA 61. VISTA DE LA PLACA EN 3D
FIGURA 62. VISTA DE LAS PISTAS ELECTRÍCAS
83
Con el diseño de la placa y sus pistas en el programa se envía a imprimir en
papel de transferencia térmica a laser (Figura 63) porque si se lo hace en forma
matricial o de cartucho las pistas generan corrosiones que pueden dañar
nuestro diseño, es preferible que siempre se impriman unas 5 o 6 placas con el
fin de tener respaldos en caso de que una salga mal. Ver Figura 64.
FIGURA 63. IMPRESORA LASER
FIGURA 64. HOJA DE TRANSFERENCIA TÉRMICA
84
Se recorta los modelos de la hoja de transferencia térmica para tener el tamaño
real de nuestro prototipo como está demostrado en la figura 65, también con
una sierra se recorta la baquelita del mismo tamaño que la placa en este caso
es de (10,2cm x 5,3cm) para poder emparejar la impresión con la baquelita, a la
vez que con una lija de agua se limpia la parte de cobre de la baquelita
eliminando cualquier residuo o rayón que esta tenga. (Figura 66).
FIGURA 65. BAQUELITA
FIGURA 66. LIJA DE AGUA
85
Con una plancha de uso doméstico se transfiere la impresión de la hoja de
transferencia térmica hacia ambas partes de la baquelita (Figura 67) obteniendo
así el dibujo de las pistas en la parte de cobre y los componentes en la otra
parte de la baquelita. Luego de obtener la impresión se moja la baquelita
(Figura 68) hasta que el papel de despegue de la misma dejando solo la
impresión que esta tuvo en un inicio.(Figura 69).
FIGURA 67. TRANSFERENCIA DE IMPRESIÓN
FIGURA 68. RETIRO DE HOJA
86
FIGURA 69. PLACAS IMPRESAS
En un recipiente se coloca agua tibia con ácido clorhídrico y se lo deja reposar
por unos 3 minutos (Figura 70) luego se introduce la placa con la impresión de
nuestro prototipo y lo dejamos reposar por otros 15 minutos, cuidadosamente
retiramos la placa de la sustancia y se ve que el cobre se derritió menos en las
partes de la impresión, por ultimo con la lija de agua retiramos la tinta de la
impresión quedando solo el diseño de las pistas en cobre. (Figura 71).
FIGURA 70. AGUA CON ÁCIDO
87
FIGURA 71. PLACAS LISTAS
Con un taladro y una broca de 1,32 pulgadas se hace los huecos en nuestra
placa (Figura 72) para poder introducir los componentes que van a formar parte
del diseño. Ver Anexo 8.
FIGURA 72. TALADRO
Se introduce cada uno de los componentes de la placa como se ve en la figura
73, pero siempre se fija en el diseño que se tiene en la computadora porque si
no se lo hace de forma correcta se obtendrá cortos circuitos o aún más el
módulo no funcionaría en los parámetros que se programamó.
88
FIGURA 73. COMPONENTES DE LA PLACA
El paso final de nuestra placa es soldar cada uno de los componentes con las
pistas para esto utilizamos cautín y estaño que son propios para unificar
elementos eléctricos. Ver Figura 74.
FIGURA 74. SOLDADURA
Se Limpia las pistas soldadas con tiñer o liquido de limpieza de contactos y
obtenemos así nuestro “Dispositivo Electrónico de Seguridad GPS” Y su
demostración se lo puede apreciar en las Figuras 75 y 76.
89
FIGURA 75. PLACA VISTA PRINCIPAL
FIGURA 76. PLACA VISTA PISTAS
Para mayor percepción de cómo funciona el dispositivo electrónico en el
automóvil ver el ANEXO 9
90
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
- Se logró implementar un dispositivo electrónico que paralice el vehículo
cuando el sensor de rastreo satelital es desconectado o averiado y esto
lo pude hacer con el estudio de simples componentes eléctricos que van
desde una resistencia hasta un transistor, pero la parte fundamental de
mi dispositivo fue el micro controlador que es un componente eléctrico en
el cual se lo puede programar para que de pulso de tierra para
inmovilizar el auto con la ayuda de relés que operarán o actuarán en
base a nuestro requerimiento o necesidad.
- En el diseño de mi dispositivo electrónico tardé alrededor de 3 meses
para obtener el objetivo planteado, pero en el transcurso de dibujar y
simular en programas de computadoras, me di cuenta que con solo
saber manejar las señales de voltaje y de tierra podemos hacer
maravillas en el automóvil como bloquearlo, decorarlo con juegos de
luces, efectos de sonido, etc., pues el mundo de la electrónica es tan
sencilla que solo se necesita saber la ley de Ohm para poder manipular
cualquier artefacto o instrumento eléctrico.
- Al momento de conectar el dispositivo de bloqueo en el automóvil se
pudo apreciar de que este no interfería en el funcionamiento normal del
auto ya que se lo conectó en la ignición y bomba a manera de un switch
con lo que no variábamos ningún parámetro de la ECU ni de los voltajes
que el auto utiliza en su funcionamiento, es decir el dispositivo
91
electrónico ocupaba solo 5v que los tomaba directamente de la batería
evitando cortos en algún otro componente del sistema eléctrico del
automóvil.
- Para ocultar mi dispositivo ingenié varios lugares dentro de la cabina del
automóvil, probé en el cinturón de seguridad, bajo el switch de la llave y
en la cajuela del auto pero vi que estos lugares son de fácil acceso para
el delincuente así que conecte mi dispositivo electrónico en el freno de
mano alzando el tapizado y me gustó este lugar porque es un área
netamente mecánica y no cruza ningún cable por ahí así que no existirá
riegos de cortos circuitos ni de recalentamiento del dispositivo.
5.2 RECOMENDACIONES
- En las conexiones del dispositivo electrónico siempre se recomienda
revisar el manual del mismo porque si no se sabe bien cómo van los
cables de conexión y conectamos mal con el dispositivo electrónico se
puede generar un corto circuito en ambos componentes dañándolos de
por vida y perdiendo así gran cantidad de dinero invertido.
- Un consejo elemental en lo que se refiere a colocar tierras o señales
negativas en un circuito es que siempre deben ser independientes
porque la mayoría de los casos en la que los circuitos no funcionan es
porque las tierras de los mismos no están bien sujetas o están
compartidas con muchos elementos generando así una pérdida de
conexión.
92
- En los cortes que hagamos en los circuitos eléctricos del automóvil es
recomendable estudiar bien esas conexiones porque si hacemos un
corte en algún cable de la ECU podremos bloquearla o a la vez quemarla
con lo que el auto quedará inservible solo por cortar unos cables que se
ven simples a primera vista pero que a través de ellos existe una
comunicación de datos inmensa de todos los componentes que el mismo
auto posee para su funcionamiento.
- El estudio es la base para conseguir nuestros objetivos y metas jamás
hay que limitarse en algo, cuando no se sabe alguna cosa se recomienda
preguntar y buscar ayuda para tapar todo hueco que tengamos en los
conocimientos y más que nada para seguir enriqueciéndolos porque
nuestro cerebro abarca gran cantidad de información que jamás
lograremos llenar su capacidad, por tal razón el estudio continuo nos
llevará a ser mejores profesionales y personas.
93
ANEXOS
Anexo 1
1.1 Circuito Eléctrico de la Bomba de Combustible
94
Anexo 2
2.1 Circuito eléctrico general de Automóvil
95
Anexo 3
3.1 Sistema de Inyección Electrónica
96
Anexo 4
4.1 Lista de Materiales para la Construcción del dispositivo
Cantidad Especificación y Valor
2 7805
2 diodos 1N4001
2 optoacopladores PC817
6 IRF 540
2 PIC 16F628a
6 diodos leds de alto brillo Color variado
2 sócalos PIC 8patas
2 Condensadores de 1 microfaradio electrolítico
4 Condensadores de 22 picofaradios cerámico
2 cristales de 4MHz
8 resistencias de 330 Ω
8 resistencia de 10 KΩ
6 resistencias de 4,7 KΩ
2 transistores 2N3906
2 transistores 2N3904
8 resistencias de 1KΩ
2 inductancias de 100 micro henrios
4 capacitores de 470 microfaradios
4 condensadores de 100 microfaradios
4.2 Baquelita de transmisión de Energía
97
Anexo 5
5.1 Instalación del Relé de Paralización
Figura N° 1 Corte de los Cables de Ignición
Figura N° 2 Incorporación del Relé de 12V
98
5.2 Instalación del Módulo de un GPS
Figura N° 1 Conexión del Módulo GPS hacia el Switch de encendido
Figura N° 2 Conexión del Módulo GPS hacia la caja de fusibles Interna
99
Figura N° 3 Módulo GPS
Anexo 6
6.1 Programación del Pic16F628a
100
Anexo 7
7.1 Pruebas de Laboratorio
Figura N° 1 Prueba en el Proto Board
Figura N° 2 Comprobación del PIc16F628a
101
Anexo 8
8.1 Construcción del Dispositivo Electrónico
Figura N°1 Impresión Hoja Térmica
Figura N°2 Transferencia de Tinta A Baquelita
102
Figura N°3 Inmersiones en Ácido
Figura N°4 Limpieza de la Baquelita
103
Figura N°5 Baquelita lista para Usarse
Figura N°6 Taladraje de la Baquelita
104
Figura N°7 Colocación de Elementos Electrónicos
Figura N°8 Soldadura de Componentes
105
Figura N°9 Dispositivo Electrónico de Paralización Vehicular
Anexo 9
9.1 Video Demostrativo del Funcionamiento del Dispositivo Electrónico de
seguridad del sensor de Rastreo Satelital
106
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