FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO
INTERACTIVO PARA EL MONITOREO DEL FUNCIONAMIENTO
DE ACCESORIOS ELÉCTRICOS DEL VEHÍCULO.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
DIEGO FELIPE ARIAS MUÑOZ
DIRECTOR: ING. ALEXANDER PERALVO
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016
Yo DIEGO FELIPE ARIAS MUÑOZ, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; 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.
_________________________
Diego Arias
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño e implementación de un sistema electrónico interactivo para el monitoreo del funcionamiento de accesorios eléctricos del vehículo”, que, para
aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Diego Arias, bajo mi dirección y 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
Dedico este proyecto a mis padres, Marcia y Diego, quienes siempre
me han apoyado en las decisiones que he tomado siendo ellos mi
ejemplo de esfuerzo y motivación.
A mi tío Rubén Muñoz por haberme ayudado siempre además de
A Dios por bendecirme con salud y fuerza en todos los aspectos de
mi vida.
A mis padres, que con gran esfuerzo me permitieron cumplir uno de
mis objetivos, logrando de esta forma convertirme en una mejor
persona, siendo ellos mi sustento y el pilar fundamental de mi vida,
brindándome su apoyo y amor incondicional además de sus sabios
consejos.
A mi familia, en especial a mis queridos tios Rubén, Elsa y Ernesto,
por ser una inspiración para mi crecimiento como profesional,
aportándome sus grandes ideas, ayuda y su gran ejemplo como
personas.
A mis primos David, Javier, Francis, Jhonse, Justin y María José por
ser como mis hermanos ofreciéndome siempre afecto y una
excelente compañía.
A mis amigos por siempre alentarme y por haber compartido
conmigo esta gran etapa.
A mis maestros, por compartir sus conocimientos, experiencias y
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ... xi
ABSTRACT ... xii
1. INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 3
2.1 CIRCUITOS ELÉCTRICOS ... 3
2.1.1 ILUMINACIÓN DEL VEHÍCULO ... 3
2.1.2 CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ... 6
2.1.2.1 Iluminación de corto alcance ... 6
2.1.2.2 Iluminación de largo alcance ... 7
2.1.2.3 Faros antiniebla ... 8
2.1.2.4 Luz de posición delantera ... 9
2.1.2.5 Luz de posición posterior ... 9
2.1.2.6 Luz de freno ... 9
2.1.2.7 Luz de retro ... 10
2.1.2.8 Luz de placa ... 10
2.1.2.10 Luces de emergencia o Parqueo ... 11
2.1.2.11 Luz del habitáculo ... 11
2.1.3 TIPOS DE LÁMPARAS DEL VEHÍCULO ... 12
2.1.3.1 Homologación de faros delanteros del automóvil. ... 15
2.1.4 DIAGRAMAS DE CONEXIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN .... 17
2.1.5 CLAXON O BOCINA ... 20
2.1.6 LIMPIAPARABRISAS ... 20
2.1.7 FUSIBLES AUTOMOTRICES ... 21
2.1.8 RELÉS ... 22
2.1.8.1 Aplicación automotriz de los relés ... 23
2.1.8.2 Tipos de relés ... 24
2.1.9 IDENTIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES AISLADOS DE LOS CABLES ... 26
2.1.10 SISTEMA DE PIVOTES PARA PUERTAS DEL VEHÍCULO ... 28
2.2 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ... 29
2.2.1 MICROCONTROLADORES ... 29
2.2.2 MICROCONTROLADOR ARDUINO ... 30
2.2.2.1 Estructura general ... 35
2.2.2.2 Estructuras de control ... 36
2.2.2.3 Temporizadores ... 37
2.2.2.4 Pines digitales ... 37
2.2.2.5 Pines analógicos ... 38
2.2.2.6 Comunicación con el puerto serie. ... 38
2.2.3 BLUETOOTH ... 39
2.2.3.1 Módulos que añaden conectividad Bluetooth ... 40
2.2.3.2 Aplicaciones bluetooth ... 42
2.2.4 SISTEMA OPERATIVO EN ANDROID ... 42
3. METODOLOGÍA ... 45
3.1 DISEÑO FUNCIONAL ... 45
3.1.1 PLATAFORMA ARDUINO ... 45
3.1.2 TABLET ... 45
3.1.3. MÓDULO BLUETOOTH ... 46
3.1.4 PLACA FENÓLICA ... 46
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO ... 46
3.3 PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL MÓDULO ELECTRÓNICO ... 46
3.4 DIAGRAMA EXPLICATIVO DE CONEXIÓN ... 47
3.5 ACCESORIOS ELÉCTRICOS CONSIDERADOS ... 47
3.5.1 POLARIDAD ELÉCTRICA DE ACCESORIOS ... 49
3.6 OBJETIVOS DE DISEÑO ... 50
3.7 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL MÓDULO ELECTRÓNICO ... 50
3.7.1 ARDUINO MEGA 2560 ... 51
3.7.2 MÓDULO BLUETOOTH HC-06 ... 52
3.7.3 CONEXIÓN DEL BLUETOOTH HC-06 AL ARDUINO MEGA 2560 .. 54
3.7.4 TABLET SONY XPERIA Z ... 55
3.7.5.1 Proteus 7.8 ... 57
3.7.5.2 Selección de elementos electrónicos ... 62
3.8 DISEÑO DEL SISTEMA ... 63
3.8.1 IDE DE ARDUINO ... 63
3.8.2 APP INVENTOR ... 67
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 72
4.1 IMPLEMENTACIÓN DEL PROTOTIPO ... 72
4.2 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS ... 76
4.2.1 INSTALACIÓN DE LA APLICACIÓN EN ANDROID. ... 76
4.2.2 USO DE LA APLICACIÓN ... 78
4.2.3 PRUEBAS REALIZADAS ... 82
4.2.3.1 Prueba de lámparas y accesorios en mal estado ... 82
4.2.3.2 Prueba de funcionamiento y accionamiento... 84
4.2.3.3 Diagnóstico de fallas ... 86
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 90
5.1 CONCLUSIONES ... 90
5.2 RECOMENDACIONES ... 92
BIBLIOGRAFÍA ... 96
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Clasificación del sistema de iluminación. ... 6
Tabla 2. Datos de las lámparas del automóvil. ... 12
Tabla 3. Códigos de identificación de faros automotriz según fabricante. ... 16
Tabla 4. Códigos color y amperaje de fusibles automotrices. ... 22
Tabla 5. Cables multiconductores con conductor aislado ... 26
Tabla 6. Cables multiconductores sin conductor aislado ... 27
Tabla 7. Cables unipolares ... 27
Tabla 8. Clasificación del Bluetooth. ... 41
Tabla 9. Accesorios eléctricos considerados en el proyecto. ... 48
Tabla 10. Conexión del bluetooth hc-06 al Arduino mega 2560. ... 54
Tabla 11. Elementos electrónicos empleados. ... 62
Tabla 12. Parámetros para la lectura de pines de entrada digitales. ... 64
Tabla 13. Código de colores para el estado de accesorios. ... 80
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA Figura 1. Diagrama electrónico del sistema de iluminación automotriz
simplificada. ... 4
Figura 2. Haz de luz corto alcance. ... 7
Figura 3. Haz de luz largo alcance. ... 7
Figura 4. Haz de luz antiniebla. ... 8
Figura 5. Haz de alcance de luces delanteras. ... 8
Figura 6. Luces de posición delanteras y faros antiniebla encendidos. ... 9
Figura 7. Luces de posición posteriores y freno encendidas... 10
Figura 8. Luz de retro encendida. ... 10
Figura 9. Luz del habitáculo. ... 11
Figura 10. Lámpara de tipo uña (pequeño y mediano). ... 14
Figura 11. Lámparas utilizadas en el automóvil ... 14
Figura 12. Circuito de luces de posición y faros reflectores. ... 17
Figura 13. Circuito de luces de freno y marcha atrás. ... 18
Figura 14. Circuito de luces de intermitencia. ... 19
Figura 15. Circuito de la bocina del vehículo. ... 19
Figura 16. Motor del limpiaparabrisas. ... 21
Figura 17. Relé automotriz. ... 23
Figura 18. Estructura de un relé electromagnético. ... 24
Figura 19. Relé de conmutación 5 contactos. ... 25
Figura 20. Diagrama eléctrico del sistema de pivotes de puertas del vehículo. 28 Figura 21. Pivote ubicado en el vehículo. ... 29
Figura 22. Microcontroladores... 30
Figura 23. Microcontrolador Arduino. ... 31
Figura 24. Elementos del microcontrolador. ... 32
Figura 26. Diagrama Función DigitalRead. ... 34
Figura 27. Esquema del sistema electrónico interactivo. ... 47
Figura 28. Circuito eléctrico de activación del consumidor mediante polaridad positiva. ... 49
Figura 29. Circuito eléctrico de activación del consumidor mediante polaridad negativa. ... 50
Figura 30. Arduino Mega. ... 51
Figura 31. Módulo bluetooth HC-06. ... 52
Figura 32. Conexión del bluetooth hc-06 al Arduino mega 2560... 54
Figura 33. Tablet Sony Xperia Z. ... 55
Figura 34. Circuito impreso en placa fenólica de fibra de vidrio. ... 56
Figura 35. Diseño y simulación del circuito eléctrico para entradas positivas. . 57
Figura 36. Diseño y simulación del circuito eléctrico para entradas digitales negativas. ... 58
Figura 37. Esquema final del circuito impreso. ... 59
Figura 38. Diagrama eléctrico del circuito impreso. ... 60
Figura 39. Placa fenólica adicional. ... 61
Figura 40. Módulo electrónico. ... 61
Figura 41. Elementos electrónicos empleados en placa fenólica. ... 62
Figura 42. Programación en arduino. ... 65
Figura 43. Diseño de la aplicación en App Inventor. ... 67
Figura 44. Programación por bloques en App Inventor. ... 68
Figura 45. Bloque de programación de accesorio. ... 69
Figura 46. Bloque de programación de cierre de aplicación. ... 69
Figura 47. Componentes y propiedades de la aplicación Android. ... 70
Figura 48. Módulo electrónico en caja de plástico. ... 72
Figura 49. Diagrama de conexión de accesorios al módulo electrónico. ... 73
Figura 50. Líneas de conexión de lámparas posteriores lado derecho. ... 73
Figura 51. Líneas de alimentación de la placa electrónica. ... 74
Figura 53. Aplicación en gestor de archivos android. ... 76
Figura 54. Ajustes android. ... 77
Figura 55. Aplicación abierta en tablet Sony Xperia Z. ... 78
Figura 56. Pantalla para selección del bluetooth... 79
Figura 57. Pantalla principal de accesorios desactivados y en buen estado. .. 79
Figura 58. Numeración de los accesorios del vehículo. ... 81
Figura 59. Simulación de lámparas de freno en mal estado. ... 82
Figura 60. Simulación de accesorios en mal estado. ... 83
Figura 61. Pantalla de simulación de lámparas en mal estado. ... 84
Figura 62. Pantalla de prueba de accionamiento de accesorios del vehículo. . 85
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA Anexo 1. Sistema eléctrico de accesorios del volkswagen gol. ... 99
RESUMEN
El presente proyecto tuvo como finalidad el diseño e implementación de un
sistema electrónico mediante el cual se pudo monitorear el funcionamiento de
los accesorios eléctricos del vehículo, de esta forma se mejoró la interactividad,
el confort y la seguridad de los pasajeros que se encuentran dentro del auto.
Dicho sistema electrónico fue creado para aumentar la seguridad activa del
vehículo, además de que se obtuvo una ventaja adicional la cual fue
incrementar la probabilidad de aprobación de carros en la revisión técnica
vehicular, debido a que los accesorios que fueron seleccionados para este
proyecto son revisados obligatoriamente. Es importante indicar que el módulo
electrónico fue diseñado para poder conocer el estado de cada uno de los
accesorios mencionados anteriormente, es decir que por medio de este el
conductor o pasajeros, pudieron diagnosticar las fallas comunes que se
presentan en el funcionamiento de lámparas, claxon, limpiaparabrisas y radio.
Esto se lo pudo realizar por medio de la creación de un circuito eléctrico el cual
recibió variaciones de voltaje provenientes de las señales de activación de
cada una de las lámparas del sistema de iluminación, además de las señales
del claxon, limpiaparabrisas y radio del vehículo. Estos voltajes fueron
interpretados a través de un microcontrolador arduino el mismo que fue
programado para transferir esta información por vía bluetooth a través de un
módulo electrónico el cual nos permitió establecer dicha conectividad con una
tablet la misma que posee una aplicación diseñada para monitorear el estado
de los accesorios y que puede instalarse en cualquier dispositivo móvil con
sistema operativo android. Para la implementación del prototipo en el vehículo,
se ubicó el módulo electrónico en un lugar adecuado evitando de esta forma el
contacto con factores externos, además se tomó las medidas de protección
necesarias para de esta forma alargar la vida útil de los componentes que
ABSTRACT
The goal of this proyect was to design and implement an electronic system to
check the operation of the electrical accessories of the vehicle, of this way to
improve interactivity, comfort and safety of passengers on the car. This
electronic system was created to increase the active safety of the vehicle and
also I had a bonus which was to increase the likelihood of approval of cars in the
vehicle technical inspection, because all the accessories were selected for this
project are reviewed mandatory. Importantly, the electronic module was
designed to know the status of each of the above accessories, namely that
through this the driver or passengers could diagnose common faults that occur
in the operation of lamps, horn, windscreen wipers and radio. This is what could
be performed by creating an electrical circuit which variations in voltage received
from the driving signals of each of the lamps illuminated plus signs horn, wipers
and car radio. These voltages were interpreted through an Arduino
microcontroller the same as it was programmed to transfer this information by
bluetooth through a mail which module allowed us to establish that connectivity
with a tablet thereof having an application designed to monitor the status of and
accessories that can be installed on any mobile device with android operating
system. For implement the prototype vehicle, the electronic module is placed in
a suitable place to avoiding contact with external factors, besides in the
installation are taken the necessary protection for extend the life of the
INTRODUCCIÓN
Uno de los principales problemas de la seguridad activa del vehículo, es
el mal funcionamiento de los accesorios eléctricos con los que constan la
mayor parte de autos, el usuario por lo general desconoce el estado de
los mismos es decir, no se percata de que las lámparas pueden haber
dejado de funcionar, así como que puerta es la que está mal cerrada o si
el limpiaparabrisas esta defectuoso. El incorrecto trabajo de estos
accesorios puede causar grandes accidentes a largo y corto plazo. Por
ejemplo en el caso de las lámparas, si las de retro y freno no prenden, los
peatones desconocerán la maniobra que va a realizar el usuario del
vehículo y por lo tanto podrán ocasionar un accidente.
Para evitar esto, cada año en el Distrito Metropolitano de Quito, todos los
autos deben ser matriculados, y el requisito fundamental es aprobar la
revisión técnica vehicular, en donde se revisa sin excepción y
obligatoriamente el buen estado de todos estos accesorios eléctricos,
para lo cual los usuarios de los vehículos deben presentarse al centro de
revisión de su preferencia.
Además en ciertas ocasiones, momentos previos a que el auto pase por
la revisión, por ejemplo se daña alguna lámpara, provocando así que solo
por dicha lámpara el vehículo no apruebe la revisión técnica, logrando de
esta manera el descontento del usuario debido al tiempo y dinero
perdido, además de afectar a la seguridad activa en el momento que este
conduciendo, todo esto por no conocer si todos los accesorios están
De modo que con el presente proyecto se pretende resolver la
necesidad que tiene el usuario de conocer el estado de cada uno de los
accesorios del auto por medio de una pantalla digital, logrando de esta
manera el monitoreo constante en tiempo real del sistema de
iluminación además de otros accesorios, por lo tanto en el momento en
que alguno de estos deje de funcionar la persona o personas que estén
dentro del auto, podrán identificar exactamente qué parte es la que tiene
el problema y de esta forma posteriormente, tomar las acciones
correctivas del caso de manera inmediata, logrando así una mayor
seguridad al momento de conducir y además de que el operario sienta
la tranquilidad y el confort de conocer todo lo que le ocurre a su
automóvil. Es por esto que el objetivo general de este proyecto es
diseñar e implementar un sistema electrónico interactivo para el
monitoreo del funcionamiento de accesorios eléctricos del vehículo, por
lo tanto dentro de este trabajo se detallan los procedimientos para poder
cumplir con dicho objetivo, en donde en primer lugar se determinó los
requerimientos con los que debe constar el módulo electrónico de
manera que se pueda resolver el problema mencionando anteriormente,
posteriormente se diseñó el sistema electrónico utilizando plataformas
virtuales, programas de simulación electrónica además del material
bibliográfico correspondiente al tema, el cual se especifica ampliamente
en el marco teórico, posteriormente usando el material eléctrico idóneo y
el software adecuado para la programación de microcontroladores, se
fabricó el módulo electrónico el mismo que se conecta con las señales de
los accesorios seleccionados para este trabajo, dichos accesorios se
pueden visualizar en una pantalla digital, finalmente este sistema
electrónico se aplicó a un vehículo con el fin de que su funcionamiento
2.1 CIRCUITOS ELÉCTRICOS
“Se llama circuito eléctrico al conjunto de elementos necesarios para que se establezca una corriente eléctrica.” (Alonso, 2007)
Todo circuito eléctrico posee componentes como interruptores, generadores,
receptores y caminos de ida y retorno. Los vehículos el camino de retorno del
circuito eléctrico lo conforma la carrocería o chasis del mismo es decir su parte
metálica, también conocida como masa. (Hermosa, 2005)
Para representar los circuitos eléctricos del automóvil, se ha estandarizado
símbolos y códigos que permiten de una manera técnica y comprensible
representar una conexión eléctrica, en este caso la codificación de bornes
según la norma 72552, la misma que se detalla en el anexo 2. (Erazo, 2010)
2.1.1 ILUMINACIÓN DEL VEHÍCULO
“Para que un vehículo pueda circular de noche se hace preciso iluminar el
camino por el que transita; pero en la actualidad están necesario como esto, el
que los usuarios de la vía publica puedan ver por detrás el vehículo.”
(Alonso, 2007)
Por esta razón es de suma importancia que el automóvil disponga de un
sistema de iluminación, el que consta de un par de luces delanteras y
posteriores, las mismas que estarán reglamentadas y tipificadas en el código de
circulación. En la figura 1, se puede observar el diagrama eléctrico del sistema
(Acosta & Guevara, 2010)
A continuación se detallan los componentes del sistema de iluminación:
1.-Bateria
2.-Portafusiblera
3.-Interruptor para luz de retro
4.-Interruptor para luz de cabina
5.-Interruptor para luces principales (altas y bajas)
6.-Interruptor para luces medias o guías
7.-Interruptor para direccionales y parqueo
8.-Interruptor para luz de freno
9.-Lámparas de direccionales delanteras (57L y 58R)
10.-Lámparas de retro
11.-Lámparas de largo alcance (56a)
12.-Relé para luces principales (altas y bajas)
13.-Flasher
14.-Lámparas de corto alcance (56b)
15.-Lámparas de freno y de cabina (54 y 77 respectivamente)
16.-Lámparas de luz media o guía y tablero de accesorios (58)
18.-Lámparas de direccionales posteriores (57L y 58R)
(Acosta & Guevara, 2010)
Los colores de los cables de conexión de la figura 1 indican lo siguiente:
Negro: Conexión masa o tierra (31).
Rojo: Conexión directa positivo de la batería (30).
Verde: Circuito para luz de media (58).
Azul: Circuito para luz intermitente (57L y 57R). Magenta: Circuito para luz de faro (56).
Celeste: Circuito para luz de freno (54).
Amarillo: Circuito para luz de cabina (77).
2.1.2 CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN
Debido a que el alumbrado es una parte fundamental de la seguridad activa del
vehículo, se han provisto en su parte delantera dos o cuatro proyectores de
largo alcance, dos luces blancas y dos luces intermitentes de color ámbar. En la
parte trasera deberán existir dos luces rojas, dos luces intermitentes de color
ámbar, una o dos luces blancas, dos reflectores rojos y una luz de placa o matrícula. “El tamaño, posición, separación y potencia de estas luces, están
regulados internacionalmente, así como el uso de faros auxiliares, de niebla, etc.” (Alonso, 2007)
En la tabla 1 se detalla la clasificación del sistema de iluminación de un
vehículo.
Tabla 1. Clasificación del sistema de iluminación.
Accesorio Cantidad Ubicación Color
Luz de largo alcance 2 Proyectores Delantera Blanca
Luz de cruce o corto alcance 2 Proyectores Delantera Blanca
Faros antiniebla 2 Proyectores Delantera Blanca
Luz de posición 2 Lámparas Delantera Blanca
Luz intermitente o emergencia 2 Lámparas Delantera Ámbar
Luz de freno 2 Proyectores Posterior Roja
Luz de retroceso 2 Lámparas Posterior Blanca
Luz de posición 2 Lámparas Posterior Roja
Luz intermitente o emergencia 2 Lámparas Posterior Ámbar
Luz de placa o matrícula 1 Lámpara Posterior Blanca
2.1.2.1 Iluminación de corto alcance (56b): Genera una repartición de haz de luz de una forma frontal y lateral como se indica en la figura 2, se utiliza para
iluminar la carretera durante el cruce con otro auto el cual circula en dirección
contrario pero sin que impedir la visibilidad de otros conductores en el camino.
(Orosco & Sánchez, 2012)
2.1.2.2 Iluminación de largo alcance (56a): Genera una repartición de haz de luz de una manera intensa y centrada sin evitar el deslumbramiento de otros
conductores, así como se ve en la figura 3. Sirven para conceder una visibilidad
amplia del camino y de sus alrededores. Por lo tanto, este tipo de iluminación se
utiliza solo cuando se conduzca en carretera, debido a que existe la posibilidad
de deslumbramiento. La potencia de esta luz por lo general es de 60 W. (Lopez
& Dávila, 2011)
(Orosco & Sánchez, 2012)
Figura 2. Haz de luz corto alcance.
2.1.2.3 Faros antiniebla (55): Generan un haz de luz paralelo al suelo, amplio y de baja altura, así como se ve en la figura 4, normalmente son de color amarillo
o blanco. Por lo general se ubican y se enfocan en la parte inferior delantera
del vehículo. Fueron diseñados para incrementar la iluminación en la superficie
del camino en condiciones de baja visibilidad provocadas por diferentes factores
tales como niebla, lluvia, etc. La forma del faro puede ser redonda, rectangular
u ovalada y su luz blanca o ámbar. (Lopez & Dávila, 2011).
(Orosco & Sánchez, 2012)
En la figura 5 se indica el alcance de todas las luces mencionadas
(Orosco & Sánchez, 2012)
Figura 4. Haz de luz antiniebla.
2.1.2.4 Luz de posición delantera (58): Mediante esta luz de posición es posible visualizar la parte delantera del vehículo en el horario o zonas
nocturnas. Estas lámparas localizadas en la parte delantera de un vehículo
pueden emitir luz blanca o ámbar. La figura 6 nos indica las lámparas
encendidas de luz de posición delantera y faros antiniebla en auto Renault
modelo logan. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.2.5 Luz de posición posterior (58): La visibilidad de la parte trasera de un vehículo la producen las luces de posición posterior. El color establecido para
esta iluminación es rojo, este tipo de luces por lo general se combinan con las
luces de freno. En este caso las lámparas de freno generan una iluminación de
mayor intensidad que la luz media o de posición posterior. Esto se realiza
debido a la presencia de un foco de dos contactos. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.2.6 Luz de freno (54): En el momento en que conductor del vehículo oprime el pedal del freno, se activa por un semiconductor de electricidad, el cual se
encuentra en este pedal, logrando de esta manera que una luz posterior roja de
mayor intensidad a la luz de posición se encienda, así como se puede observar
en la figura 7. (Bosch, 2005)
2.1.2.7 Luz de retro: “Se utilizan para avisarles a los otros conductores y peatones que el vehículo está en retroceso y también para dar alumbrado adicional de mayor seguridad.” (IADE, 2010)
Esta luz funciona igualmente con un semiconductor de electricidad el que se
encuentra en la caja de cambios del vehículo. En algunos modelos existirá
solamente una luz de retro además cabe recalcar que dichas luces son
independientes a las demás y deben ser obligatoriamente de color blanco,
como se observa en la figura 8. (Bosch, 2005)
2.1.2.8 Luz de placa (58): Por lo general en la noches o en zonas oscuras, la placa posterior del vehículo es ilegible, por lo tanto por motivos de seguridad, se
implanto en todos los vehículos una lámpara de color blanco que ilumine la
Figura 7. Luces de posición posteriores y freno encendidas.
placa trasera, esta luz se activara conjuntamente con las lámparas de posición
del automóvil. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.2.9 Intermitentes (57L y 57R, lado izquierdo y derecho respectivamente) : Comúnmente llamadas luces indicadoras de dirección, estas lámparas ubicadas
en cada una de las esquinas delanteras y posteriores del automóvil, se utilizan
para indicar a los usuarios que se encuentran en el camino, que el conductor
intenta realizar un cambio de carril o a su vez un giro. El color establecido para
las lámparas intermitentes delanteras es ámbar. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.2.10 Luces de emergencia o Parqueo (57a): Son cuatro luces intermitentes del color ámbar activadas por un botón independiente de todas las
luces que en la mayor parte de casos viene señalado por un doble triángulo de
color naranja. Esta luz fue diseñada para indicar algún peligro, como por
ejemplo, zonas de conducción con extrema niebla, un automóvil dañado, indicar
a usuarios en la vía que el conductor pretende estacionarse, la presencia de
tráfico en una vía de alta velocidad o si su vehículo se convierte en un peligro
debido a alguna falla mecánica. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.2.11 Luz del habitáculo (77): Esta lámpara se encuentra en la cabina del vehículo y proporciona iluminación a los pasajeros del mismo, como se ve en la
figura 9. (Lopez & Dávila, 2011)
2.1.3 TIPOS DE LÁMPARAS DEL VEHÍCULO
Para poder conseguir la iluminación necesaria en el vehículo se utiliza lámparas de incandescencia. “Están formadas por un filamento, generalmente
de tungsteno, que al ser recorrido por la corriente se calienta hasta una
temperatura de 2600°C, poniéndose incandescente e irradiando energía luminosa y calorífica”. (Alonso, 2007)
Estas lámparas se clasifican según su potencia, casquillo y su voltaje de
funcionamiento siendo este 12 voltios en los vehículos livianos. En la tabla 2 se
muestra los tipos de lámparas que se utilizan actualmente.
Tabla 2. Datos de las lámparas del automóvil, continuación.
En las figuras 10 y 11 se encuentran los tipos de focos más comunes utilizados
para lámparas de iluminación de posición delantera y trasera así como de luz
de largo y corto alcance.
(IADE, 2010)
Figura 10. Lámpara de tipo uña (pequeño y mediano).
2.1.3.1 Homologación de faros delanteros del automóvil.
“Las condiciones técnicas que deben cumplir los faros delanteros de un
automóvil, vienen reguladas por el Reglamento n° 112 de la Comisión
Económica Europea de las Naciones Unidas (CEPE/ONU), el cual establece
las prescripciones relativas a la homologación de faros con haz de cruce o de carretera asimétricas, o ambos y equipados con lámparas de incandescencia.”
(Zaragoza, 2009).
Las normas estipulan que debe existir un alumbrado de:
“Carretera o larga distancia formado por dos o 4 proyectores de largo
alcance, capaces de alumbrar hasta una longitud de 100 m por delante del vehículo y con una intensidad máxima de 225000 candelas.”
(Alonso, 2007)
“Cruce, formado por dos proyectores que iluminan una zona de 40 m por
delante del vehículo, sin deslumbrar a los conductores que circulen en sentido contrario ni demás usuarios de la vía pública.” (Alonso, 2007)
Ordinario, formado por 2 luces blancas o amarillas en la parte delantera y
dos rojas en la trasera, visibles de noche a una distancia mínima de
300m (con tiempo claro), que no deslumbren ni molesten a los demás
usuarios de la vía pública. (Alonso, 2007)
“Placa posterior de matrícula, que debe permitir leer la inscripción desde
una distancia de 20 m en tiempo claro, y no deslumbra ni molestar a los demás usuarios de la vía pública.” (Alonso, 2007)
Tabla 3. Códigos de identificación de faros automotriz según fabricante.
2.1.4 DIAGRAMAS DE CONEXIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN
En la figura 12 se puede observar el diagrama de conexión eléctrica para las
luces de largo y corto alcance así como las de posición. En este circuito
existen elementos como interruptores para activar y desactivar las lámparas,
fusibles para la protección del sistema, en el caso de los proyectores se utilizan
2 relés automotrices que de igual manera protegen y alargan la vida útil del
circuito. (Alonso, 2007)
La figura 13 nos indica los circuitos de conexión para la luz de freno y dé
marcha atrás, en donde encontramos interruptores los cuales permiten la
activación de cada una las lámparas, dichos interruptores estarán situados en el
pedal del freno para la luz de freno y en la caja de cambios para la luz de
marcha atrás. (IADE, 2010)
Figura 13. Circuito de luces de freno y marcha atrás.
(Guest, 2008)
Para el circuito de luces de intermitencia se utiliza un flasher el cual es el
encargado de generar el parpadeo existente en este accesorio, así como se
demuestra en la figura 14. (IADE, 2010)
En la figura 15 se indica el diagrama del circuito eléctrico de la bocina del
Figura 14. Circuito de luces de intermitencia. (Guest, 2008)
2.1.5 CLAXON O BOCINA
La bocina es un accesorio eléctrico del vehículo que por lo general se activa
oprimiendo el centro del volante de dirección, este es un método de advertencia
para los peatones y autos. Este accesorio se utiliza por la mayor parte de
operarios de vehículos para llamar la atención de alguien en específico o del
entorno que los rodea, con el fin de comunicar o transmitir alguna situación que
el usuario detecto. (Bosch, 2005)
Las bocinas presentan una masa del inducido que unidas con la membrana del muelle forman un sistema oscilante. “Al aplicar tensión a la bobina magnética a
través del interruptor de mando, golpea el inducido con la frecuencia básica de
la bocina con el núcleo electromagnético. Por medio de estos fuertes golpes
periódicos, el plato oscilante que está unido fijamente al inducido se excita y emite ondas de los armónicos superiores”. (Bosch, 2005)
2.1.6 LIMPIAPARABRISAS
“Las instalaciones del limpieza de cristales tienen por objeto satisfacer las exigencias legales de suficiente visibilidad siempre alrededor del vehículo”.
(Bosch, 2005)
Es un dispositivo que sirve para barrer la lluvia, polvo y otras partículas que se
acumulan en el parabrisas las cuales pueden obstaculizar la visión de la
carretera. Este sistema consta generalmente de dos brazos (escobillas o
plumas) los que giran en torno a uno de sus extremos, estos poseen un largo
borde de goma impregnado a uno de sus lados. Estas escobillas se mueven en
sentido oscilatorio sobre el vidrio, desplazando de esta manera el agua y demás
basura de la superficie. Además este sistema consta de un motor eléctrico, el
cual se observa en la figura 16 y el mismo se encuentra dentro del cofre del
generar el movimiento y la velocidad de las escobillas. Por lo general es posible
seleccionar 3 velocidades establecidas, una de mayor y una menor revolución,
además de una intermitente. (Cando & Tipan, 2010)
(Autoin, 2015)
2.1.7 FUSIBLES AUTOMOTRICES
“Son componentes eléctricos fabricados con un material conductor, en este
caso un hilo de plomo calibrado de tal manera que la pasar una cantidad excesiva de electrones se calienta y quema quedando interrumpido el circuito.”
(Alonso, 2007)
Sirven para proteger los distintos consumidores eléctricos y electrónicos del
vehículo, ya que evitan la posible llegada de sobrecargas eléctricas a los
mismos es decir una excesiva cantidad de corriente. (Gil, 2007)
En la actualidad en el campo automotriz, se utiliza fusibles tipo cuchilla los
cuales tienen un cuerpo de plástico y dos conectores metálicos, además su
principal diferencia es utilizar un código de colores estandarizado, el mismo que
se indica el tabla 4.
Tabla 4. Códigos color y amperaje de fusibles automotrices.
2.1.8 RELÉS
Son interruptores mecánicos los cuales pueden ser activados por una pequeña
corriente eléctrica. El relé conectará una fuente de alimentación separada al
circuito del microcontrolador entregando la corriente necesaria para el
funcionamiento del dispositivo a controlar. Debido a que es interruptor con
diferentes partes mecánicas puede ser altamente lento, es decir que pierde
eficiencia al momento de conectar y desconectar sus contactos a diferencia de
los transistores los cuales se activan y desactivan en cuestión de milisegundos.
(Ordon, 2013)
Color Amperaje
Naranja 5 A
Marrón 7.5 A
Rojo 10 A
Azul 15 A
Amarillo 20 A
Transparente 25 A
En la figura 17 se puede ver un tipo de relé de 5 terminales utilizado en el
campo automotriz.
(Romero, 2012)
2.1.8.1 Aplicación automotriz de los relés
La mayor parte de conexiones eléctricas instaladas en un vehículo son dirigidas
por relés, el mismo permite controlar circuitos de alta corriente (circuito de
potencia), con una pequeña corriente de activación (circuito de excitación). Una
de las partes fundamentales de los relés es que posee una bobina
electromagnética la misma que podrá ser energizada comúnmente a través de
los pines 86 y 85. Utilizando una fuente con una corriente de pocos
miliamperios esta bobina generara un campo magnético lo que ocasionara el
desplazamiento de uno contactos, para de esta forma permitir el paso de
corriente entre sus pines restantes, en la mayor parte de casos 30 y 87,
logrando así el funcionamiento de sus consumidores. (Morales & Patin, 2011)
Una vez que la corriente de desactivación desaparezca mediante un muelle el
contacto regresara a su posición de reposo. (Morales & Patin, 2011)
En la figura 18 se puede observar la estructura de funcionamiento de un relé,
mencionada anteriormente.
(Morales & Patin, 2011)
2.1.8.2 Tipos de relés
Simple:Por medio de un interruptor y con un pequeña corriente se puede
activar este tipo de relé, el mismo que permite unir cualquier consumidor
con una fuente de alimentación. (Morales & Patin, 2011)
Doble trabajo: Por medio de un interruptor se energiza la bobina de este
tipo de relé generando una salida de corriente por dos terminales a la
vez. (Morales & Patin, 2011)
Conmutación: La característica principal de este tipo de relés es que
presentan 5 pines de los cuales 2 de ellos son salidas hacia
consumidores, en donde el 87a permanecerá activo hasta el momento de
energizar la bobina lo cual desactivara 87a y activara 87, permitiendo de
esta forma trabajar en 2 circuitos a la vez. (Morales & Patin, 2011)
En la figura 19 se puede ver las diferencias así como los diagramas de
funcionamiento de un relé de conmutación de 5 y 4 contactos
respectivamente. (Morales & Patin, 2011)
(Nossovitch, 2006)
Espéciales: Esta clase de relés son utilizados para casos muy
específicos en donde cada uno de sus terminales cumplirá una
determinada función. Dentro de estos tipos de relés se encuentran los
que presentan componentes eléctricos tales como diodos o resistencias
según sea el caso, dichos componentes sirven como protección para el
elemento de mando el cual se encarga de activar el relé, ya que en la
bobina de este se generan corrientes autoinducidas provocando el
deterioro de dicho elemento de mando . (Morales & Patin, 2011)
2.1.9 IDENTIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES AISLADOS DE LOS CABLES
“Identificación de los conductores aislados de los cables según Norma UNE 21089-1.” (Ibermutuamur, 2014)
En la tabla 5 se indica los cables con conductor aislado verde/ amarillo.
Tabla 5. Cables multiconductores con conductor aislado
(Ibermutuamur, 2014)
Tabla 6. Cables multiconductores sin conductor aislado
(Ibermutuamur, 2014)
“Para los conductores aislados y cables unipolares con cubierta deben usarse los siguientes colores para el aislamiento” (Ibermutuamur, 2014), los cuales se
pueden ver en la tabla 7.
Tabla 7. Cables unipolares
2.1.10 SISTEMA DE PIVOTES PARA PUERTAS DEL VEHÍCULO
Uno de los indicadores en el tablero de los vehículos es una luz testigo la cual
da a conocer si alguna de las puertas, capot y portaequipajes se encuentran
abiertos, además esta luz tiende a encenderse en el caso en que unas de las
partes mencionadas anteriormente se encuentren mal cerradas. Cabe recalcar
que además de la luz testigo en el tablero, también se enciende la lámpara de
cabina del auto por los motivos antes indicados. (Lopez & Dávila, 2011)
Por lo general, para el funcionamiento de este sistema existe en cada puerta,
capot y portaequipajes, un pequeño interruptor permanentemente cerrado o
también conocido con el nombre de pivote, así como se indica en la figura 21, el
cual se encuentra adherido en la carrocería, por lo tanto en el momento del
cierre, la puerta presionara el pivote logrando que el circuito se abra y que las
luces indicadoras se apaguen. Así mismo en el caso de un mal cierre, la puerta
no oprimirá correctamente el pivote por lo que el circuito no se abrirá y las luces
permanecerán encendidas. En la figura 20 se observa el diagrama eléctrico del
sistema de pivotes de las cuatro puertas del vehículo. (Lopez & Dávila, 2011)
Figura 21. Pivote ubicado en el vehículo.
2.2 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Al igual que los circuitos eléctricos, los electrónicos establecen una corriente
eléctrica mediante la aplicación de distintos componentes, siendo unas de sus
principales diferencias la reducción de tamaño y la velocidad de funcionamiento
de sus elementos tales como diodos, transistores, circuitos impresos, etc. Una
de las características para construcción de cualquier dispositivo electrónico, es
que se inicia con un material semiconductor de la más alta calidad. “Los 3
semiconductores más frecuentemente utilizados en la construcción de dispositivos electrónicos son Ge, Si y GaAS”. (BoyLestad & Nashelsky, 2009)
2.2.1 MICROCONTROLADORES
Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos
los componentes de un computador. Es empleado para controlar el
funcionamiento de una tarea determinada y por ser de un tamaño reducido se
lo puede incorporar en el propio dispositivo al que gobierna. En la figura 22 se
puede observar distintos tipos de microcontroladores PIC. (Lopez & Dávila,
Figura 22. Microcontroladores. (Microcontroladores PIC, 2014)
2.2.2 MICROCONTROLADOR ARDUINO
“Arduino es una plataforma libre de computación de bajo coste basada en una
placa de entrada-salida y en un entorno de desarrollo IDE que implementa el
lenguaje Processing/WiringHardware. Arduino se puede usar para desarrollar objetos interactivos automáticos o conectarse a software en el ordenador”.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
Arduino puede recibir información a través de sus diferentes pines de entrada
(analógicos y digitales) los cuales pueden tomar dicha información de una
extensa gama de sensores. Además los microcontroladores que posee Arduino
se programan mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en
Wiring) y el entorno de desarrollo igualmente Arduino (basado en Processing)
(I.E.S.Burguillos, 2014)
La utilización de Arduino para la realización de proyectos, se la puede ejecutar
sin necesidad de la conexión con un ordenador, aunque igualmente presenta la
posibilidad de comunicarse con diferentes tipos de software como por ejemplo
Las partes principales que conforman al microcontrolador arduino son:
Placa: Es un dispositivo de circuito impreso el cual consta de pines de
entradas y salidas analógicas y digitales según el tipo de placa, memoria,
conexión para el puerto USB y fuente de alimentación, y un
microprocesador así como se puede observar en la figura 23.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
Figura 23. Microcontrolador Arduino.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
Puerto USB: Por medio de este de cargan los comandos a realizar.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
Botón de reset: Para reiniciar el programa e introducir uno nuevo.
Pines de entrada y salida: Permiten la conexión de diferentes
componentes los cuales pueden realizar el trabajo de actuadores, lo s
m ismo s qu e se rán in te rp re tad os po r e l m icro p ro ce sa do r.
(I.E.S.Bu rgu illo s, 20 14 )
Microprocesador: Ejecuta las instrucciones cargadas a través del IDE de
Arduino de manera cíclica. Es integrado el cual posee características
similares a la de una computadora. (I.E.S.Burguillos, 2014)
A continuación en la figura 24, se detallan los elementos de la placa
pertenecientes al hardware del microcontrolador:
Figura 24. Elementos del microcontrolador. (I.E.S.Burguillos, 2014)
Pines digitales 0-1 / entrada y salida del puerto serie: TX/RX (verde
oscuro)
Entrada de la fuente de alimentación externa (9-12V DC) X 1 (rosa)
Pines de entrada analógica 0-5 (azul claro)
GND- Señal de masa digital (verde claro)
Pulsador(azul oscuro)
Pines de alimentación y masa (tensión: naranja; tierra: naranja claro)
Botón de reinicio
Aref- Pin de referencia analógica (naranja)
Pines digitales 2-13. Entrada y salida (verde)
En lo que respecta a las señales de entradas y salidas, el microcontrolador
toma información en los pines de entradas-read, la interpreta y escribe un 1 o
0 en los pines de salida-Write, operando en el módulo el mismo que se
enlaza al microcontrolador por lo tanto se conecta unos actuadores a la
salida y unos sensores de entrada, por lo tanto de acuerdo con e l programa
cargado y por medio de la lectura de dichos sensores se establezca una serie
de actuaciones. (I.E.S.Burguillos, 2014)
Los tipos de entradas y salidas pueden ser:
Analógica: Se puede escoger valores infinitos entre su valor máximo y
mínimo.
Digital: Solamente se puede escoger dos valores, el mínimo asociado a cero “off” y el máximo asociado a uno o a cierto “on”.
En el funcionamiento del microcontrolador existen dos tipos de funciones las
cuales son:
Función digital Write: Pines de salida (escribir) High, el microcontrolador
escribe un 1 en el pin de salida, es decir 5 V y Low para escribir un 0 en el pin
.
Figura 25. Diagrama función digital write. (I.E.S.Burguillos, 2014)
Función DigitalRead:El microcontrolador lee la tensión en el pin de entrada si
V>3,5V asigna un 1, si V<3,5V asigna un 0, como se observa en la figura 26.
(Navarrete, 2015)
“En lo que se refiere al lenguaje y entorno de programación, para
comunicarnos con el microcontrolador y cargarle los programas usamos IDE
(Integrated Development Environment), sistema de desarrollo de Arduino,
sirve para escribir programas, compilarlos y descargar los programas a la placa de Arduino”. (I.E.S.Burguillos, 2014)
Un programa es una secuencia de instrucciones que se ejecutan por una
computadora o un microcontrolador, es una secuencia específica para
realizar una tarea. Los programas son escritos en diferentes tipos de lenguajes, tales como “C”, Fortran o BASIC. (I.E.S.Burguillos, 2014)
El programa (lenguaje de alto nivel, “humano”) se compila (se transforma en
1 y 0) y se carga en el microprocesador que lo ejecuta de forma cíclica.
(Fajardo, 2012)
Para programar el micro se utiliza el IDE de Arduino, en él se escribe un
programa que se carga en el microprocesador mediante el puerto USB. El
lenguaje de programación de Arduino es muy sencillo.
(I.E.S.Bu rgu il lo s, 2 0 1 4 )
2.2.2.1 Estructura general
Declaración de variables: En esta parte se declara todas las variables que se va a usar en el programa. Se permite asociar nombres a
números, lo que será de mucha utilidad a la hora de modificar los
Void setup{}: Es la función de configuración de los pines de Arduino y sólo se ejecutan una vez, mientras que loop() se ejecuta una y otra vez
hasta que se apague el sistema, o se gasten las baterías. Low: El
microcontrolador escribe un 0 en el pin de salida, es decir 0v. El led no
se enciende. (Navarrete, 2015)
Bucle infinito Void loop{} es la parte del programa que se ejecuta de forma
cíclica.
Los comandos básicos ya indicados anteriormente son:
HIGH- 5V - TRUE (Verdadero) - 1 lógico.
LOW- 0V - FALSE (Falso) - 0 lógico.
2.2.2.2 Estructuras de control
bucle for(condición inicial; condición final; incremento): Es un comando para repetir la misma operación un cierto número de veces.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
if (condición) {}: Es un comando que sirve para discriminar si se da una determinada condición. Las comparaciones son: ( ==) igualdad, (=)
desigualdad, ( >) mayor que, ( <) menor que, (>=) mayor o igual que, y
(<=) menor o igual que. Todo lo que figure entre las llaves será
ejecutado sólo si se da la condición entre paréntesis. (I.E.S.Burguillos,
2014)
if else: Verifica si se cumple una condición y se ejecuta lo que está entre llaves, sino se cumple se ejecuta lo que está debajo del “else”.
While: Ejecuta el conjunto de instrucciones entre llaves mientras se cumpla la condición. (I.E.S.Burguillos, 2014)
2.2.2.3 Temporizadores
delay (ms tiempo): Sirve para parar los procesos de la placa durante un cierto tiempo en milisegundos. (Navarrete, 2015)
delayMicroseconds(us tiempo): Sirve para parar los procesos de la placa durante un cierto tiempo en microsegundos.
millis(): Devuelve el tiempo en milisegundos, desde que la tarjeta Arduino activó el programa que se está ejecutando.
2.2.2.4 Pines digitales
pinMode(pin, modo): Sirve para declarar un pin como entrada (INPUT) o como salida (OUTPUT).
digitalWrite(pin, valor): Sirve para escribir un valor al pin, el valor podrá ser 1 lógico (HIGH) o 0 lógico (LOW).
2.2.2.5 Pines analógicos
analogWrite(pin, valor): Se escribe una señal al pin 9, 10, u 11 cuyo ancho de pulso se controla con valor. El ancho se codifica en 256
niveles, es decir, se puede introducir números del 0 al 255.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
PWM (Pulse Width Modulation): La modulación por anchura de pulso es una técnica que se emplea para producir señales digitales que, filtradas
se comportarán como señales analógicas. El PWM en Arduino funciona
a una frecuencia constante por encima de los 60Khz.
(I.E.S.Burguillos, 2014)
2.2.2.6 Comunicación con el puerto serie.
Serial.begin (speed): Inicializa o abre el puerto serie asignándole una velocidad de transmisión de datos (bits por segundo). Dicha función debe ser
llamada desde dentro de la estructura o sección setup(). Equivaldría a la
función beginSerial(). (I.E.S.Burguillos, 2014)
int speed: Velocidad de datos, en bits por segundo
Serial.print (data, data type): Envía un número o una cadena de caracteres, al puerto serie. Dicho comando puede tomar diferentes formas, dependiendo
de los parámetros que se utiliza para definir el formato de los números.
2.2.2.7 Operadores
Descripción: Se compara dos expresiones y devuelve verdadero si alguna o
ambas de las expresiones son verdaderas. Devuelve falso sólo si ambas
expresiones son falsas. (I.E.S.Burguillos, 2014)
&& (Operador AND lógico) Sintaxis: Expression1 && expression2
Por medio del uso de este operador se compara dos expresiones y devuelve
verdadero si ambas expresiones son verdaderas. Devuelve falso si una de
ellas o ambas expresiones son falsas. (I.E.S.Burguillos, 2014)
2.2.3 BLUETOOTH
Bluetooth es el nombre de una especificación industrial para redes inalámbricas
de corto alcance, permite la transferencia de información entre distintos
dispositivos, por medio de un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de
los 2,4 GHz. (Ramirez, 2005)
Los objetivos principales son:
Reducir y eliminar conexiones por cables.
Facilitar la comunicación entre dispositivos móviles.
Crear pequeñas redes inalámbricas y mejorar la sincronización entre
dispositivos personales. (Ramirez, 2005)
Dentro de los estándares del bluetooth se encuentran los llamados “perfiles de dispositivo”. Dependiendo del perfil utilizado, un dispositivo bluetooth será
que dos dispositivos bluetooth se puedan comunicar entre sí, deberán usar el
mismo perfil. (Ramirez, 2005)
En los microcontroladores Arduino, encontramos los siguientes tipos de perfiles
bluetooth:
SPP (Serial Port Profile): Este sirve para establecer una conexión tipo
serie entre el dispositivo que lo implemente y otros dispositivos.
(Ramirez, 2005)
HID (Human Interface device Profile): Este perfil permite que el
dispositivo que lo implemente pueda realizar funciones como la de un
mouse, teclado, pulsador etc. (Ramirez, 2005)
2.2.3.1 Módulos que añaden conectividad Bluetooth
Para obtener una comunicación vía bluetooth con una placa Arduino, se deberá
conectar un módulo receptor/ trasmisor bluetooth. Dichos módulos funcionan
como dispositivos esclavos, por lo que se necesita tener en el otro extremo de
la comunicación un dispositivo maestro, en este caso una Tablet, la cual
incorporara una conexión vía bluetooth. Con esto se lograra que siempre este
dispositivo maestro (Tablet), sea quien inicie la conexión con la placa Arduino.
(Ramirez, 2005)
Existen distintos tipos de módulos bluetooth emisor/ receptor llamados
genéricamente BlueSMiRF, como son:
Nº 158: con chip RN-41(clase 1), permite conexiones de hasta 100 metros de distancia e incluye un conector tipo “SMA” para la adaptación
de una antena compatible.
Nº 10268: con chip RN-41(clase 1), permite conexiones de hasta 100
metros de distancia e incluye una antena dentro del PCB del módulo.
Nº 10269: con chip RN-42(clase 2), permite conexiones de hasta 10
metros de distancia, con antena PCB del módulo.
Nº 10393: con chip RN-42(clase 2), permite conexiones de hasta 10
metros de distancia, presenta antena integrada al PCB del módulo y está
diseñado para ser utilizado mediante conexión FTDI con placas Arduino
Pro o Lilypad. (Ramirez, 2005)
Todos estos módulos poseen 6 conectores, además se configuran y se utilizan
de forma similar ya que su funcionamiento se basa en la transformación de
señales bluetooth de entrada y salida del microcontrolador. (Ramirez, 2005)
En la tabla 8 se puede ver las características que presentan los tipos de
módulos bluetooth.
Tabla 8. Clasificación del Bluetooth.
2.2.3.2 Aplicaciones bluetooth
La principal de las aplicaciones es que se deja de utilizar cables para conectar
dispositivos entre sí, que la forma de configuración sea más sencilla, que los
datos sean más seguros. Las múltiples aplicaciones con la tecnología Bluetooth
son más amigables para el usuario final, así como, se tiene la característica de
que al momento de entrar en un dominio se reconozca un dispositivo nuevo, de
la misma forma se ha utilizado dentro de la red inalámbrica compartiendo una
conexión de internet. (Ramirez, 2005)
2.2.4 SISTEMA OPERATIVO EN ANDROID
Android es sistema operativo creado inicialmente para telefonía celular basado
en Linux, es decir posee un núcleo con S.O. libre, gratuito y multiplataforma.
Fue desarrollado por la Android Inc. y posteriormente comprado por Google,
que en conjunto con la Open Handset Alliance desarrollan finalmente el
conocido S.O. Android. (Castellanos, 2014)
Una de sus grandes ventajas es que proporciona todas las interfaces
necesarias para desarrollar aplicaciones por terceros (personas ajenas a
Google), las mismas que pueden acceder a las funciones de cualquier
dispositivo que presente Android. Los desarrolladores por medio de la SDK que
facilita Google deben digitar el código en el lenguaje de programación
java.(Castellanos, 2014)
“La mayoría del código fuente de Android ha sido publicado bajo la licencia de software Apache, una licencia de software libre y código fuente abierto”.
(Castellanos, 2014)
Es adaptable a pantallas de mayor resolución con biblioteca de gráficos
en 2D y 3D, basado en especificaciones de la OpenGL ES 2.0 es decir
presenta graficas optimizadas. (Castellanos, 2014)
Para el almacenamiento de datos estructurados utiliza SQLITE (base de
datos liviana). (Andrade, 2015)
Soporte de tecnologías de conectividad como bluetooth, EDGE, GSM,
3G, Wi-Fi etc. (dependiente del hardware). (Castellanos, 2014)
Incluye mensajería de texto así como SMS y MMS. (Castellanos, 2014)
Presenta un navegador web basado en WebKit, un motor de código
abierto el cual esta emparejado con el motor JavaScript V8 de Google
Chrome. (Andrade, 2015)
Máquina virtual Dalvik, optimizada para dispositivos móviles.
(Castellanos, 2014)
Soporte para formatos multimedia, imágenes como JPEG, PNG, GIF;
audio como MP3, y video como MP4, 3GP. (Castellanos, 2014)
Soporte para Streaming RTP/RTSP, descarga progresiva para HTML.
Adobe Flash Streaming es soportado por Adobe Flash Player.
(Andrade, 2015)
Para la utilización de hardware adicional como: Cámara, brújula,
acelerómetro, pantalla táctil, sensores de luz, GPS, etc. (Castellanos,
Mediante Hangouts permite el uso de videollamada. (Castellanos, 2014)
Permite la ejecución de aplicaciones en segundo plano las cuales se
finalizaran automáticamente después de un tiempo establecido.
(Andrade, 2015)
Google Play es un catálogo que permite la instalación de aplicaciones en
3.1 DISEÑO FUNCIONAL
En el diseño e implementación de un sistema electrónico interactivo para el
monitoreo del funcionamiento de accesorios eléctricos del vehículo se
establecieron diferentes parámetros, para los cuales se optó por realizar un
dispositivo tecnológico el mismo que se encuentra configurado mediante
programación y conformado por diferentes materiales eléctricos y electrónicos.
3.1.1 PLATAFORMA ARDUINO
Es una plataforma libre la cual se basa en una placa que posee un
microcontrolador, el mismo que mediante lenguaje de programación permite el
desarrollo de diferentes diseños, esto se logra a través de entradas y salidas
analógicas y digitales las cuales dependerán del tipo de tarjeta que se utilice.
3.1.2 TABLET
La Tablet es una computadora portátil de mayor tamaño que un teléfono
inteligente, integrada en una pantalla táctil en la cual se interactúa con los
dedos de la mano mediante un teclado virtual, sin la necesidad de uno físico o
ratón. Su tamaño estándar por lo general es de 7 a 12 pulgadas, poseen
conectividad mediante Wii-Fi, Bluetooth y USB. Una de sus principales
diferencias además de la marca y modelo es el tipo de sistema operativo que
3.1.3. MÓDULO BLUETOOTH
Son placas electrónicas que trasmiten datos entre diferentes dispositivos. Están
diseñadas para aplicaciones con microcontroladores arduino y pic. Presentan
un diseño factible para la instalación en cualquier protoboard además de ser
relativamente económicas.
3.1.4 PLACA FENÓLICA
Esta placa es un feno-plástico totalmente sintético el cual es resistente al calor y
viene recubierto en una de sus caras por una lámina de cobre y en la otra por
un aislante el cual puede ser de silicona, fibra de vidrio, etc.
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO
Para la realización del proyecto se seleccionó 25 accesorios eléctricos del
vehículo Volkswagen Gol los cuales son fundamentales en la seguridad activa y
pasiva en el momento de la conducción por parte del usuario.
3.3 PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL MÓDULO
ELECTRÓNICO
El diseño se lo realiza con el fin de monitorear el estado y el funcionamiento de
cada uno de los accesorios del vehículo. Esta lectura se obtendrá mediante la
fabricación de un circuito eléctrico el cual recibirá diferentes valores de voltaje
provenientes de cada uno de los accesorios mencionados, posteriormente estos
valores se interpretaran por medio de la placa arduino y se podrán visualizar en
Vehículo
•Señales de accesorios eléctricos conectadas al módulo. Módulo electrónico •Microcontrolador arduino con adaptador bluetooth
Tablet con aplicación para el monitoreo de accesorios.
•Conexion con módulo mediante via
bluetooh
En la figura 27 se puede observar los pasos que se realizan en la conexión del
sistema electrónico implementado.
Figura 27. Esquema del sistema electrónico interactivo.
3.5 ACCESORIOS ELÉCTRICOS CONSIDERADOS
En la actualidad, la mayor parte de vehículos constan con un numero estándar
de accesorios eléctricos, los cuales son activados y desactivados mediante
diferentes tipos de interruptores, estos accesorios trabajan con un voltaje
constante proporcionado por el tipo de batería que posea el vehículo, en este
caso y para este proyecto se utilizó un vehículo liviano el cual posee una
batería que provee 12 voltios y se seleccionó los siguientes accesorios,
indicados en la tabla 9, para su constante monitoreo y de esta manera evitar
Tabla 9. Accesorios eléctricos considerados en el proyecto.
Accesorios eléctricos Polaridad Intensidad
1. Luz alta izquierda Positivo ( + ) 5 A
2. Luz alta derecha Positivo ( + ) 5 A
3. Luz baja izquierda Positivo ( + ) 4.5 A
4. Luz baja derecha Positivo ( + ) 4.5 A
5. Luz media izquierda Positivo ( + ) 2.08 A
6. Luz media derecha Positivo ( + ) 2.08 A
7. Direccional delantera izq. Positivo ( + ) 2.08 A
8. Direccional delantera der. Positivo ( + ) 2.08 A
9. Puerta izq. Delantera Negativo ( - ) 0.41 A
10. Puerta der. Delantera Negativo ( - ) 0.41 A
11. Puerta Izq. Posterior Negativo ( - ) 0.41 A
12. Puerta der. Posterior Negativo ( - ) 0.41 A
13. Claxon Positivo ( + ) 3 A
14. Limpiaparabrisas Positivo ( + ) 4 A
15. Radio Positivo ( + ) 2 A
16. Luz freno izq. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
17. Luz freno der. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
18. Luz media izq. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
19. Luz media der. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
20. Luz retro izq. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
21. Luz retro der. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
22. Direccional izq. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
23. Direccional der. posterior Positivo ( + ) 2.08 A
24. Puerta capot Negativo ( - ) 0.41 A
