Inicialmente en el proceso de desarrollo del proyecto se hace la ubicación estratégica de los sensores de tal manera que estos pueda tomar lecturas eficientes de los niveles de inclinación y localización geográfica , para esto fue necesario hacer diversas pruebas dentro de las cuales se logra identificar una ubicación adecuada para que este no se vea afectado por el calor emitido por el motor de la motocicleta cuando esta esté en uso y así mismo que se logre hacer una buena lectura, adicionalmente de ahí se parte a implementar una conexión inalámbrica wifi dentro de la moto para poder hacer las comunicaciones de los sensores con el computador de placa reducida (Raspberry PI). A continuación, en la tabla 3 se describen unos datos tomados con base en pruebas del comportamiento de 2 sensores de orientación diferentes parametrizados de -90 a 90 grados en 2 de los movimientos o ejes fundamentales de funcionamiento del MPU6050 que son el pitch y el roll basados en la regla derecha , todo esto para identificar el comportamiento de los mismos según el filtro complementario que se optó emplear para
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estabilizar las medidas, esto se hace siempre y cuando el sensor este en constante movimiento como alojado en automóviles, motos, drones, etc. La tabla numero 3 arroja una información la cual muestra que para aplicaciones que estén en movimiento es imprescindible usar filtro complementario para estabilizar las medidas, y por lo mismo la lectura se hace de manera más rápida y toma menos tiempo.
Medidas.
Inclinación con MPU6050 con filtro complementario.
Inclinación con MPU6050 sin filtro complementario.
1 88,345° (82,269° - 86.268°) 2 70.123° (68,547° - 74.324°) 3 48,112° (46,237°- 50.424°) 4 27,154° (26,188° - 40.268°) 5 9.785° (4,29° - 9.248°) 6 0,684° (0,799° - 0.905°) 7 -85,245° (-82,1568°- -89.68°) 8 -70,232° (-68,548° - -75.659°) 9 -48,198° (-46,237°- -50.788°) 10 -27,187° (-25,188°- -2.38°) 11 -9,9° (-4,247°- -10.5°) 12 -0,68° (-0,695° - -2.795°)
44 11.2 Montaje Del Actuador Mecánico.
Para la implementación de este actuador se hizo necesario hacer unas investigaciones en cuanto a las dimensiones de la tubería del gas natural y que tipo de actuador podría ser el más adecuado para el cierre del paso de gasolina, adicionalmente para hacer un buen montaje de este se hizo necesario recurrir a una persona con conocimientos en cuanto montaje y desmontaje de registros, esto con el fin de que este quedara debidamente instalado. En la figura D se puede observar el montaje final del mismo. 11.3 Conexión y Configuración Del Protocolo Mqtt.
En este punto del proyecto se procede a hacer la configuración de la tarjeta Wemos D1 r2 para lo cual se hace necesario establecer una comunicación con un bróker que es el encargado de redirigir el tráfico a servidores dedicados de IoT por ejemplo, por medio del protocolo Mqtt, esta comunicación es la que va a permitir que con base a los datos tomados en la Wemos, se pueda desde la misma enviar datos pertinentes ala raspberry pi para que por medio de la red internet proporcionada por un smartphone que soporte el uso como router inalámbrico pueda establecer una comunicación directa con el dispositivo móvil Wemos en la motocicleta por medio de mensajes de correo electrónico y así generar una notificación al usuario si los niveles de inclinación estén poniendo en riesgo al conductor o en caso de un accidente de tránsito por encima del umbral de funcionamiento normal, para que este desde su mismo dispositivo móvil y por medio de del aplicativo implementado en node red pueda enviar información a la raspberry .
11.4 Configuración De La Aplicación En El Servidor Raspberry Pi
En este punto del desarrollo del proyecto es donde se hace uso del principio de IoT (Internet of things) por medio de una aplicativo creado para estos fines, la cual es conocida como node red basada en node.js, dentro de sus características principales se encuentra que es programable en JavaScript si se prefiere además se instálalo el apache
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server para uso como servidor propio para el manejo de la información que se pueda llegar a utilizar en el proyecto.
Adicionalmente se pudo interpretar que esta aplicación es muy didáctica tanto con el usuario final como con el que la implementa, para la configuración previa de esta aplicación se hace necesario solamente instalar node.Js en el computador de placa reducida y para el servicio del bróker un registro desde la misma para poder adquirir código de seguridad llamado token, el cual es el que nos va a permitir establecer la comunicación segura entre la raspberry y la aplicación móvil para el tratamiento de los datos en internet.
Para la configuración de la aplicación se hace la descarga del manage palette de node red el cual es para poder gestionar más bloques adicionales a la instalación por defecto, luego se procede a hacer uso de los widgets según la necesidad del proyecto, para nuestro caso puntual se hizo uso de 1 gauge analog (medidor análogo, notification settings (configuración de aplicación), email settings (notificación por correo), en la selección de bloques button settings (configuración de botón). Cada uno de estos widgets en el dashboard tiene una función específica dentro de nuestro proyecto, el gauge settings se encarga de mostrar el nivel de inclinación en los ejes x y z del giroscopio tomado por el sensor MPU6050 adicionalmente posteando la ubicación de la motocicleta y todo esto en tiempo real, el notification settings es el encargado de generar la notificación propia en la aplicación, esta maneja dos tipos de notificaciones; la primera es para indicar que el computador de placa reducida se desconecta de la red y la otra y muy importante es cuando se haya producido un accidente, el email settings es la función encargada de generar la notificación vía correo electrónico cuando el nivel de inclinación están en algunos de sus 2 extremos que indican que la moto, y finalmente el button settings es el encargado de enviar la instrucción a nuestro computador de placa reducida para que esta envié el pulso al actuador mecánico y se pueda hacer el corte del paso de gas para evitar posibles explosiones.
46 11.5 Programación De La Raspberry Pi
En este punto es muy importante dentro del desarrollo del proyecto debido a que todo el proceso nombrado en los ítems anteriores y toda la configuración que ya tiene nuestro computador de placa reducida están independientes, lo cual quiere decir que hasta este punto cada ejecutable esta independiente, la comunicación entre la raspberry y la aplicación, la comunicación directa entre un pin del Wemos R1 D2 y el actuador mecánico. Por este motivo se hace necesario compilar todo en un solo ejecutable para el correcto funcionamiento de nuestra aplicación, como ya se habló anteriormente el ejecutable donde se genera todo el código fuente es el main.cpp y es ahí donde se comprimen todos los archivos con cada función específica del proyecto. Ya con esto debidamente programado se procede a hacer pruebas pertinentes de la aplicación completa con todo programado.
11.6 Relación Costos y Beneficios Del Proyecto.
La tabla 4 hace una breve descripción de los costos en general para la ejecución del proyecto, el objetivo de relacionar los costos junto con los beneficios es dejar soportado con pruebas en el documento de que el DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA DE DETECCION DE ACCIDENTES EN MOTOCICLETA PARA UN
ENTORNO EMPRESARIAL generara una serie de beneficios para el conductor de la motocicleta y el empleador. Costos en miles de $ Rubros Recursos Costos Directos 1.1.1 Hardware y comunicaciones $ 469 1.1.2 Software $ 0 1.1.4 Otros costos $ 150 Costos Indirectos
2.1.4 Tiempo en solucionar problemas $1200
TOTAL $1819
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En este punto se hace una descripción puntual de lo que, si fue necesario comprar, la tabla 5 muestra los elementos necesarios para el funcionamiento total del proyecto, esta tabla es contemplada al momento de generación de un producto a partir del prototipo.
EQUIPO JUSTIFICACIÓN RECURSOS TOTAL
Monitor con entrada HDMI
Encargado de visualizar el SO de la raspberry para poder
configúrala $130 $130
TARJETA
WEMOS D1 R2 Para la comunicación se va a emplear unos módulos de comunicación los cuales van a permitir la notificación de accidente y para visualización en el sistema de detección.
$28 $28 Multímetro Dispositivo indispensable para pruebas de funcionamiento $8 $8
Raspberry PI
Unidad de control de todo el proyecto que lleva a cabo todos los procesos y cálculos para el funcionamiento del
mismo
$170 $170 Modulo Gps Neo
6m Encargado de suministrar la ubicación exacta $60 $60 Sensor MPU6050 Encargado de hacer la lectura de Los niveles de inclinación $18 $18
Electroválvula Encargada de cortar el paso de gasolina en un momento
determinado $35 $35
FUENTE DC-DC Encargadas de suministrar la alimentación necesaria para
que los dispositivos funcionen correctamente $20 $20
Total $469 469
Tabla 5 Costos específicos directos hardware y comunicaciones del proyecto.
A continuación, en la tabla 6 se hace una descripción de los beneficios que se podrían producir con este proyecto para el conductor de una motocicleta con este sistema de detección los valores han sido estimados con valores reales para que los cálculos no sean tan sesgados de la realidad de los posibles beneficios al implementar este tipo de proyectos.
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ACTOR/CONDUCTOR BENEFICIO DIMENSIONES
VALOR