SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR TECNLOGICA INSTITUTO TECNOLGICO DE LA PIEDAD

SECRETARA DE EDUCACIN PBLICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

INGENIERIA ELECTRONICA

INFORME FINAL DEL PROYECTO DE INVESTIGACION

MODALIDAD: DESARROLLO TECNOLGICO REA: INGENIERA Y TECNOLOGA LNEA DE INVESTIGACIN: SEGURIDAD AUTOMOTRIZ

ALARMA AUTOMOTRIZ ANTIRROBO PARA TSURU, MEDIANTE DESCONEXION DE LA BOBINA DE IGNICION

PRESENTADO POR: MIGUEL ANGEL GARCIA HERNANDEZ

LA PIEDAD, MICHOACN

NOVIEMBRE DE 2011

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INDICE

IINTRODUCCION-----------------------------------------1

MARCO TEORICO---------------------------------------2

MATERIAL--------------------------------------------20

DESARROLLO----------------------------------------21

RESULTADOS-----------------------------------------25

CONCLUSION-----------------------------------------32

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INTRODUCCION

El presente proyecto tecnolgico tiene la prioridad de brindar seguridad a los automviles tsuru, ya que en los ltimos aos son los automviles con mayor demanda pero a su vez son el blanco ms atractivo para los amantes de lo ajeno. Es por tal motivo que se ha pensado en el diseo de una alarma que garantice al usuario tener mayor seguridad de su automvil. El dispositivo que se ha desarrollado, es una alarma para los automviles Nissan tsuru, que est basado en la desconexin de la bobina de ignicin una vez que sea activada impidiendo que el motor encienda y adems estar equipada con un sistema sonoro que se active a la par con la desconexin de la bobina. El corazn del equipo ser un microcontrolador que se encargara de llevar a cabo las instrucciones de desconexin de la bobina y a su vez de activar la sirena cuando detecte que se ha abierto una de las puertas del vehculo y solamente el dueo del auto podr desactivar la alarma debido a que se apagara con un botn que solamente el propietario sabr la ubicacin de ste.

Objetivo particular: Disear y analizar un sistema integral de alarma basada en la desconexin de la bobina de ignicin del automvil, para propietarios de Nissan tsuru.

Objetivo especifico: Disear una alarma basada en microcontroladores que desconecten el sistema de ignicin del auto. Brindarle al los propietarios de automviles tsuru mayor seguridad de la unidad.

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MARCO TEORICOLa parte terica del presente trabajo est fundamentada en varias reas del conocimiento humano relacionadas con la ingeniera y la tecnologa. Dichas reas son los sistemas de ignicin del automvil tanto convencionales como

electrnicos; los microcontroladores; los relevadores y los transistores utilizados como conmutadores de encendido apagado; receptores y transmisores infrarrojos para activar el sistema; resistencias; reguladores y diodos.

Sistema de ignicin del automvil:

1._Sistema convencional El sistema de ignicin tiene un propsito principal: Encender la mezcla AireGasolina, dentro de la cmara de combustin y mantener los niveles de RPM bajo cualquier condicin de carga del motor. El sistema de ignicin convencional se divide en dos partes: Circuito Primario y Circuito Secundario.

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El Circuito Primario: Trabaja con bajo voltaje. En este circuito la corriente fluye a travs de los siguientes componentes:

Batera: Provee la fuente de energa elctrica necesaria para arrancar el motor. Switch de Ignicin: Conecta y desconecta el flujo de corriente al sistema de ignicin.

Balastra: Controla el flujo de corriente a la bobina. Devanado Primario de la Bobina: Convierte la energa dentro de un fuerte campo magntico, haciendo que el distribuidor abra y cierre los platinos.

Platinos: Los platinos abren y cierran cuando el eje del distribuidor est girando; cuando los puntos cierran, la corriente fluye a travs del circuito primario de la bobina, en el cual se genera un fuerte campo magntico. Cuando los puntos abren, el flujo de corriente se detiene e inmediatamente colapsa en un campo magntico. Este campo magntico induce un alto voltaje en el devanado del circuito secundario de la bobina, el cual puede ser de (18,000 a 22,000 Voltios).

Condensador: El condensador minimiza el arco elctrico entre los platinos, as mismo absorbe momentneamente toda la energa del circuito primario mientras el campo magntico de la bobina colapsa para inducir un alto voltaje en el circuito secundario.

Circuito Secundario: Tambin llamado circuito de alto voltaje. Dependiendo del

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sistema, este circuito puede requerir 35,000 voltios o ms. Cada uno de sus componentes tienen una funcin importante dentro de la operacin de este sistema y son los siguientes:

Devanado Secundario de la Bobina: El alto voltaje inducido dentro de la bobina de ignicin es el resultado del rpido colapso, producto del campo magntico que se genera a travs de las miles de vueltas del devanado secundario de la bobina, teniendo en la torre de la bobina una salida de alto voltaje.

Tapa de Distribuidor y Rotor: La fuente de alto voltaje es entregada por la torre central de la bobina y sta es enviada a la torre central de la tapa de distribuidor y de aqu es dirigida a cada uno de los bordes internos de la tapa de distribuidor. El rotor es un dispositivo que constantemente est girando mientras el motor est en operacin y ste se encarga de enviar el voltaje de ignicin a cada una de las bujas de acuerdo al orden de encendido.

Cables de Bujas: Se conectan entre las terminales exteriores de la tapa de distribuidor y las terminales de las bujas. El arreglo depende del orden de encendido del fabricante del motor o pueden consultarse en el catlogo CHAMPION vigente.

Bujas: Proveen un espacio entre los electrodos para conducir un arco elctrico dentro de la cmara de combustin. Este voltaje es el que entrega la tapa de distribuidor y obedece al orden de encendido del motor; as que cada buja enciende la mezcla Aire-Gasolina en cada cilindro y es donde se obtiene la conversin de energa calorfica a mecnica.

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2._ Sistema electrnico

La fuente de corriente elctrica continua de bajo voltaje (12volt.) fluye de la batera conectada a un primario (enrollado primario de baja tensin) de un transformador o bobina y magnetiza el ncleo de hierro de la misma. Cuando el ruptor o platinos abre dicho circuito se produce una corriente transitoria de alta frecuencia en el enrollado primario, lo que a su vez induce una corriente transitoria en el enrollado secundario con una tensin ms elevada, alto voltaje, ya que el nmero de espiras del secundario es mayor que el del primario.

El circuito se corta muchas veces por segundo, conduciendo la corriente de alto voltaje a cada cilindro a travs de un interruptor rotatorio el distribuidor. esta alta tensin es la que produce la chispa que salta entre los electrodos de la buja la cual es el componente que produce la ignicin.

El distribuidor y el ruptor conforman un solo mecanismo y estn unidos por un mismo eje conectado al rbol de levas, lo que garantiza la sincronizacin de las

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chispas.

En los automviles actuales se unas cada vez ms los sistemas de ignicin elctricos, los cuales no utilizan el ruptor o platinos.

dicho sistema consta de: - la unidad magntica o bobina captadora - el reluctor - la unidad de control electrnica

La corriente elctrica fluye de la batera hacia la bobina captadora la cual enva dicha corriente a la unidad de control electrnica y cierra un circuito (imn). La bobina captadora trabaja con un reluctor que hace imagen con la misma, cuando el diente del reluctor queda en el vaco la unidad de control electrnico abre el circuito y se produce una corriente transitoria de alta frecuencia en el enrollado primario de la bobina de ignicin, lo que a su vez induce una corriente transitoria en el enrollado secundario con una tensin ms elevada alto voltaje.

La unidad de control electrnico determina el tiempo que la corriente primaria deber circular antes de ser interrumpida. en el sistema de ignicin electrnico existe mayor eficiencia debido a que no se produce friccin o demasiado desgaste en sus componentes, como sola ocurrir en los sistemas de platino y condensador. el reluctor y la unidad magntica hacen elctricamente lo que la leva y el bloque de friccin hacen mecnicamente en el sistema con platinos.

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Microcontroladores

Los microcontroladores estn presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general. Se pueden encontrar controlando el funcionamiento de los ratones y teclados de los computadores, en los telfonos, en los hornos microondas y los televisores de nuestro hogar. Pero la invasin acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI ser testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarn la mayor parte de los aparatos que fabricaremos y usamos los humanos Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los lmites prefijados, genera las seales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado. Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a travs del tiempo, su implementacin fsica ha variado frecuentemente. Hace tres dcadas, los controladores se construan exclusivamente con componentes de lgica discreta, posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un sencillo pero completo computador contenido en el corazn (chip) de un circuito integrado. Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integracin que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:

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Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso). Memoria RAM para Contener los datos. Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM. Lneas de E/S para comunicarse con el exterior. Diversos mdulos para el control de perifricos (temporizadores, Puertos Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analgico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analgico, etc.). Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

Esquema General de un Microcontrolador

Los productos que para su regulacin incorporan un microcontrolador disponen de las siguientes ventajas: Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo. Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado nmero de elementos disminuye el riesgo de averas y se precisan menos ajustes.

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Reduccin del tamao en el producto acabado: La integracin del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks. Mayor flexibilidad: las caractersticas de control estn programadas por lo que su modificacin slo necesita cambios en el programa de instrucciones. El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamao es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller).

Aplicaciones de los Microcontroladores Cada vez existen ms productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamao y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo. Algunos fabricantes de microcontroladores superan el milln de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilizacin de estos componentes. Los microcontroladores estn siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas, frigorficos, televisores, computadoras, impresoras, mdems, el sistema de arranque de nuestro coche, etc. Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentacin electrnica, control de sistemas en una nave espacial, etc. Una aplicacin tpica podra emplear varios microcontroladores para controlar pequeas partes del sistema. Cabe Destacar que para cada aplicacin mencionada anteriormente an se pueden desprender otras aplicaciones.

Recursos Comunes en los Microcontroladores Al estar todos los microcontroladores integrados en un chip, su estructura fundamental y sus caractersticas bsicas son muy parecidas. Todos deben disponer de los bloques esenciales Procesador, memoria de datos y de instrucciones, lneas de E/S, oscilador de reloj y mdulos controladores de

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perifricos. Sin embargo, cada fabricante intenta enfatizar los recursos ms idneos para las aplicaciones a las que se destinan preferentemente. En este apartado se hace un recorrido de todos los recursos que se hallan en todos los microcontroladores describiendo las diversas alternativas y opciones que pueden encontrarse segn el modelo seleccionado.

El Procesador o UCP Es el elemento ms importante del microcontrolador y determina sus principales caractersticas, tanto a nivel hardware como software. Se encarga de direccionar la memoria de instrucciones, recibir el cdigo OP de la instruccin en curso, su decodificacin y la ejecucin de la operacin que implica la instruccin, as como la bsqueda de los operandos y el almacenamiento del resultado. Existen tres orientaciones en cuanto a la arquitectura y funcionalidad de los procesadores actuales. CISC: Un gran nmero de procesadores usados en los microcontroladores estn basados en la filosofa CISC (Computadoras de Juego de Instrucciones Complejo). Disponen de ms de 80 instrucciones mquina en su repertorio, algunas de las cuales son muy sofisticadas y potentes, requiriendo muchos ciclos para su ejecucin. Una ventaja de los procesadores CISC es que ofrecen al programador instrucciones complejas que actan como macros. RISC: Tanto la industria de los computadores comerciales como la de los microcontroladores estn decantndose hacia la filosofa RISC (Computadores de Juego de Instrucciones Reducido). En estos procesadores el repertorio de instrucciones mquina es muy reducido y las instrucciones son simples y, generalmente, se ejecutan en un ciclo. La sencillez y rapidez de las instrucciones permiten optimizar el hardware y el software del procesador. SISC: En los microcontroladores destinados a aplicaciones muy concretas, el juego de instrucciones, adems de ser reducido, es "especfico", o sea, las

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instrucciones se adaptan a las necesidades de la aplicacin prevista. Esta filosofa se ha bautizado con el nombre de SISC (Computadores de Juego de Instrucciones Especfico).

Registros Son un espacio de memoria muy reducido pero necesario para cualquier microprocesador, de aqu se toman los datos para varias operaciones que debe realizar el resto de los circuitos del procesador. Los registros sirven para almacenar los resultados de la ejecucin de instrucciones, cargar datos desde la memoria externa o almacenarlos en ella. Aunque la importancia de los registros parezca trivial, no lo es en absoluto. De hecho una parte de los registros, la destinada a los datos, es la que determina uno de los parmetros ms importantes de cualquier microprocesador. Cuando escuchamos que un procesador es de 4, 8, 16, 32 64 bits, nos estamos refiriendo a procesadores que realizan sus operaciones con registros de datos de ese tamao, y por supuesto, esto determina muchas de las potencialidades de estos dispositivos. Mientras mayor sea el nmero de bits de los registros de datos del procesador, mayores sern sus prestaciones, en cuanto a poder de cmputo y velocidad de ejecucin, ya que este parmetro determina la potencia que se puede incorporar al resto de los componentes del sistema.

Memoria Anteriormente habamos visto que la memoria en los microcontroladores debe estar ubicada dentro del mismo encapsulado, esto es as la mayora de las veces, porque la idea fundamental es mantener el grueso de los circuitos del sistema dentro de un solo integrado. En los microcontroladores la memoria no es abundante, aqu no encontrar Gigabytes de memoria como en las computadoras personales. Tpicamente la memoria de programas no exceder de 16 K-localizaciones de memoria no voltil para instrucciones y la memoria RAM ni siquiera llegar a exceder los 5 Kilobytes.

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La memoria RAM est destinada al almacenamiento de informacin temporal que ser utilizada por el procesador para realizar clculos u otro tipo de operaciones lgicas. En el espacio de direcciones de memoria RAM se ubican adems los registros de trabajo del procesador y los de configuracin y trabajo de los distintos perifricos del microcontrolador. Es por ello que en la mayora de los casos, aunque se tenga un espacio de direcciones de un tamao determinado, la cantidad de memoria RAM de que dispone el programador para almacenar sus datos es menor que la que puede direccionar el procesador. En el caso de la memoria de programas se utilizan diferentes tecnologas, y el uso de una u otra depende de las caractersticas de la aplicacin a desarrollar, a continuacin se describen las cinco tecnologas existentes, que mayor utilizacin tienen o han tenido, hasta el momento de escribir este libro:ROM

de mscara. En este caso no se graba el programa en memoria sino

que el microcontrolador se fabrica con el programa, es un proceso similar al de produccin de los CD comerciales mediante masterizacin.TP

One Time Programmable. Este tipo de memoria, tambin es conocida

como PROM o simplemente ROM. Los microcontroladores con memoria OTP se pueden programar una sola vez, con algn tipo de programador. Se utilizan en sistemas donde el programa no requiera futuras actualizaciones y para series relativamente pequeas, donde la variante de mscara sea muy costosa, tambin para sistemas que requieren serializacin de datos, almacenados como constantes en la memoria de programas.EPROM

Erasable Programmable Read Only Memory. Los

microcontroladores con este tipo de memoria son muy fciles de identificar porque su encapsulado es de cermica y llevan encima una ventanita de vidrio desde la cual puede verse la oblea de silicio del microcontrolador. Se fabrican as porque la memoria EPROM es reprogramable, pero antes debe borrase, y para ello hay que exponerla a una fuente de luz ultravioleta, el proceso de grabacin es similar al empleado para las memorias OTP.EEPROM

Electrical Erasable Programmable Read Only Memory. Fueron el

sustituto natural de las memorias EPROM, la diferencia fundamental es que

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pueden ser borradas elctricamente, por lo que la ventanilla de cristal de cuarzo y los encapsulados cermicos no son necesarios.Flash.

En el campo de las memorias reprogramables para

microcontroladores, son el ltimo avance tecnolgico en uso a gran escala, y han sustituido a los microcontroladores con memoria EEPROM. A las ventajas de las memorias FLASH se le adicionan su gran densidad respecto a sus predecesoras lo que permite incrementar la cantidad de memoria de programas a un costo muy bajo. Pueden adems ser programadas con las mismas tensiones de alimentacin del microcontrolador, el acceso en lectura y la velocidad de programacin es superior, disminucin de los costos de produccin, entre otras.

Puertos de Entrada y Salida Tambin conocidos como puertos de E/S de propsito general, generalmente agrupadas en puertos de 8 bits de longitud, permiten leer datos del exterior o escribir en ellos desde el interior del microcontrolador, el destino habitual es el trabajo con dispositivos simples como rels, LED, o cualquier otra cosa que se le ocurra al programador. Algunos puertos de E/S tienen caractersticas especiales que le permiten manejar salidas con determinados requerimientos de corriente, o incorporan mecanismos especiales de interrupcin para el procesador. Tpicamente cualquier pin de E/S puede ser considerada E/S de propsito general, pero como los microcontroladores no pueden tener infinitos pines, ni siquiera todos los pines que queramos, las E/S de propsito general comparten los pines con otros perifricos. Para usar un pin con cualquiera de las caractersticas a l asignadas debemos configurarlo mediante los registros destinados a ello.

Reloj Principal Todos los microcontroladores disponen de un circuito oscilador que genera una onda cuadrada de alta frecuencia, que configura los impulsos de reloj usados en la sincronizacin de todas las operaciones del sistema.

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Generalmente, el circuito de reloj est incorporado en el microcontrolador y slo se necesitan unos pocos componentes exteriores para seleccionar y estabilizar la frecuencia de trabajo. Dichos componentes suelen consistir en un cristal de cuarzo junto a elementos pasivos o bien un resonador cermico o una red R-C. Aumentar la frecuencia de reloj supone disminuir el tiempo en que se ejecutan las instrucciones pero lleva aparejado un incremento del consumo de energa.

Recursos especiales Cada fabricante oferta numerosas versiones de una arquitectura bsica de microcontrolador. En algunas ampla las capacidades de las memorias, en otras incorpora nuevos recursos, en otras reduce las prestaciones al mnimo para aplicaciones muy simples, etc. La labor del diseador es encontrar el modelo mnimo que satisfaga todos los requerimientos de su aplicacin. De esta forma, minimizar el coste, el hardware y el software.

Los principales recursos especficos que incorporan los microcontroladores son: Temporizadores o Timers. Son circuitos sincrnicos para el conteo de los pulsos que llegan a su entrada de reloj. Si la fuente de conteo es el oscilador interno del microcontrolador es comn que no tengan un pin asociado, y en este caso trabajan como temporizadores. Por otra parte, cuando la fuente de conteo es externa, entonces tienen asociado un pin configurado como entrada, este es el modo contador. Los temporizadores son uno de los perifricos ms habituales en los microcontroladores y se utilizan para muchas tareas, como por ejemplo, la medicin de frecuencia, implementacin de relojes, para el trabajo de conjunto con otros perifricos que requieren una base estable de tiempo entre otras funcionalidades. Es frecuente que un microcontrolador tpico incorpore ms de un temporizador/contador e incluso algunos tienen arreglos de contadores. Como veremos ms adelante este perifrico es un elemento casi imprescindible y es habitual que tengan asociada alguna interrupcin. Los tamaos tpicos de los registros de conteo son 8 y 16 bits, pudiendo encontrar dispositivos que solo

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tienen temporizadores de un tamao o con ms frecuencia con ambos tipos de registro de conteo.

Perro Guardin o WatchDog. Cuando la computadora personal se bloquea por un fallo del software u otra causa, se pulsa el botn del reset y se reinicializa el sistema. Pero un microcontrolador funciona sin el control de un supervisor y de forma continuada las 24 horas del da. El Perro guardin consiste en un temporizador que, cuando se desborda y pasa por 0, provoca un reset automticamente en el sistema. Se debe disear el programa de trabajo que controla la tarea de forma que refresque o inicialice al Perro guardin antes de que provoque el reset. Si falla el programa o se bloquea, no se refrescar al Perro guardin y, al completar su temporizacin, "ladrar y ladrar" hasta provocar el reset.

Estado de Reposo de Bajo Consumo Son abundantes las situaciones reales de trabajo en que el microcontrolador debe esperar, sin hacer nada, a que se produzca algn acontecimiento externo que le ponga de nuevo en funcionamiento. Para ahorrar energa, (factor clave en los aparatos porttiles), los microcontroladores disponen de una instruccin especial (SLEEP en los PIC), que les pasa al estado de reposo o de bajo consumo, en el cual los requerimientos de potencia son mnimos. En dicho estado se detiene el reloj principal y se "congelan" sus circuitos asociados, quedando sumido en un profundo "sueo" el microcontrolador. Al activarse una interrupcin ocasionada por el acontecimiento esperado, el microcontrolador se despierta y reanuda su trabajo. Conversor Analgico/Digital Como es muy frecuente el trabajo con seales analgicas, stas deben ser convertidas a digital y por ello muchos microcontroladores incorporan un conversor A/D, el cual se utiliza para tomar datos de varias entradas diferentes que se seleccionan mediante un multiplexor.

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Las resoluciones ms frecuentes son 8 y 10bits, aunque hay microcontroladores con conversores de 11 y 12 bits, para resoluciones mayores es preciso utilizar conversores A/D externos. Los conversores A/D son uno de los perifricos ms codiciados en el mundo de los microcontroladores y es por ello que muchsimos PIC los incorporan, siendo esta una de las caractersticas ms destacables de los dispositivos que fabrica Microchip.

Relevadores:

El rel es un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimn se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctrico independiente. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon en telegrafa, haciendo la funcin de repetidores que generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les llamaba "relevadores"

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Transistores

Un transistor (la contraccin de transfer resistor, transferencia de resistencia) es un dispositivo semiconductor con tres terminales utilizado como amplificador e interruptor en el que una pequea corriente o tensin aplicada a uno de los terminales controla o modula la corriente entre los otros dos terminales. Es el componente fundamental de la moderna electrnica, tanto digital como analgica. En los circuitos digitales se usan como interruptores, y disposiciones especiales de transistores configuran las puertas lgicas, memorias RAM y otros dispositivos; en los circuitos analgicos se usan principalmente como

amplificadores.

Sus inventores, John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain, lo llamaron as por la propiedad que tiene de cambiar la resistencia al paso de la corriente elctrica entre el emisor y el receptor. El transistor tiene tres partes, como el trodo. Una que emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y otra con la que se modula el paso de dichos electrones (base). El funcionamiento es muy parecido al del trodo.

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Una pequea seal elctrica aplicada entre la base y emisor modula la que circula entre emisor y receptor. La seal base emisor puede ser muy pequea en comparacin con la emisor receptor. La seal emisor-receptor es

aproximadamente la misma que la base-emisor pero amplificada. El transistor se utiliza, por tanto, como amplificador. Adems, todo amplificador oscila as que puede usarse como oscilador y tambin como rectificador y como conmutador on-off. El transistor tambin funciona por tanto como un interruptor electrnico, siendo esta propiedad aplicada en la electrnica en el diseo de algunos tipos de memorias y de otros circuitos como controladores de motores de DC y de pasos Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificacin ms aceptada consiste en dividirlos en transistores de bipolares o BJT (Bipolar Junction Transistor) y transistores de efecto de campo o FET (Field Effect Transistor). La familia de los transistores de efecto de campo es a su vez bastante amplia, englobando los JFET, MOSFET, MISFET, etc...

Transistores bipolares Los transistores bipolares surgen de la unin de tres cristales de semiconductor con dopajes diferentes e intercambiados. Se puede tener por tanto transistores PNP o NPN. Tecnolgicamente se desarrollaron antes los transistores BJT que los FET. Los transistores bipolares se usan generalmente en electrnica analgica. Tambin en algunas aplicaciones de electrnica digital como la tecnologa BICMOS o TTL.

Transistores de efecto de campo Los transistores de efecto de campo ms conocidos son los JFET (Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET (Metal-

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Insulator-Semiconductor FET). Tienen tres terminales denominadas puerta (gate) a la equivalente a la base del BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dos terminales, llamadas drenador (drain) y fuente (source). Presentan diferencias de comportamiento respecto a los BJT. Una diferencia significativa es que, en los MOSFET, la puerta no absorbe intensidad en absoluto, frente a los BJT, donde la intensidad que atraviesa la base es pequea en comparacin con la que circula por las otras terminales, pero no siempre puede ser despreciada.

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MATERIAL

1 Microcontrolador PIC16F690 1 Receptor infrarrojo con amplificador. 1 Mini relevador de 5 volts DS1E-S-DC5V 1 Transistor NPN C4161 1 Transistor NPN 2N2222 1 Regulador de voltaje de 5V LM7805 2 Diodo rectificador 1N4004 1 Led de 3mm 1 Led infrarrojo 1 Resistencias de 100 1 Resistencias de 2.2 K 2 Resistencias de 10 K 2 Resistencias de 330 3 Resistencias de 100 K

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DESARROLLO

El primer paso para disear la alarma es tener en cuenta una problemtica en este caso es el robo de los automviles Nissan tsuru, se pens en realizar un sistema que fuera capaz de neutralizar el motor del auto es decir que una vez que la alarma se active esta no permitir que el motor encienda y a dems que emita un sonido para advertir al dueo de la unidad que su vehculo est siendo vctima de la delincuencia. El dispositivo diseado trabaja de la siguiente manera; el sistema siempre tendr voltaje, pero solamente el propietario del auto podr activarla ya que para ello se equipo con un receptor de infrarrojos como los que usan los televisores. Este dispositivo IR manda un pulso a una de los pines del micro ordenando que comience a checar si la puerta del automvil est cerrada esto con ayuda de los sensores de las puertas del tsuru que a su vez estos estn conectados en otro pin del micro. Los sensores son swich normalmente abiertos (NA) cuando las puertas estn cerradas y al abrirlas cambian su estado a normalmente cerrado propiciando un pulso que va directo al PIC y ordenando que abra el circuito de la bobina de ignicin como tambin mandando una seal para que una sirena se active, estas dos acciones se llevaran a cabo con la ayuda de transistores que estn conectados al microcontrolador y se quedara as en ese estado hasta que se desactive por medio de un botn el cual estar ubicado en el automvil en un sitio donde solamente el propietario de la unidad tenga conocimiento. Para llevar a cabo todo lo anterior se ha simulado con un programa llamado ISIS 7 Profesional, el cual nos permite ir corrigiendo errores y detalles que son insignificantes pero que a su vez son muy importantes para el buen funcionamiento del sistema, esto para que sea confiable el diseo. A continuacin se presenta una imagen de la simulacin

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En la imagen los botones que se aprecian a mano izquierda simulan el modulo infrarrojo, el sensor de la puerta del coche y el botn de desactivacin, a mano derecha se aprecian dos transistores el primero de arriba hacia abajo es el encargado de abrir el sistema de ignicin del coche y el segundo transistor es el encargado de activar la bocina o sirena una vez que se detecta que la puerta fue abierta, es por todo esto que el motor jams encender hasta que manden el pulso de desactivacin que se da por medio de un botn. Para llevar a cabo todas las funciones descritas, el microcontrolador se tuvo que cargar con el programa que hace que el chip se comporte de dicha forma con la ayuda del programador MASTER Z1 y con el programa pickit 2

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El algoritmo se compilo y se hizo con la ayuda del programa mikroC PRO for PIC

El algoritmo se diseo de la siguiente forma para que el chip pueda comportarse de manera inteligente: 1._ Dar un pequeo tiempo de estabilizacin al chip del orden de milisegundos; esto con la finalidad de que el micro siga paso por paso las actividades que se grabaron en l y se logra con el registro Power On Time. 2._ Se activan entradas/salidas digitales; es porque los niveles de voltaje a trabajar sern lgicos, es decir solamente abran dos estados unos y/o ceros. El registro utilizado para llevar a cabo dicha tarea es el ANSEL. 3._ Se eligen los pines tanto de salida como de entrada; esto con la finalidad de que el chip recolecte informacin del exterior y pueda actuar segn sea dicha informacin. En este caso las salidas se eligieron todos los pines del puerto C y las entradas se localizan en el puerto A. Registro utilizado TRISA y TRISC

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4._ Se verifica un cdigo en la memoria EEPROM, si el cdigo no es igual brincara a una rutina donde las salidas del micro se activaran y permanecer ah hasta que se presione el botn de desactivacin; esto se hizo con la finalidad de que si alguien desconecta la batera del automvil para resetear la alarma no lo logre, ya que al volver a conectar la pila volver a dicha rutina. Y de no ser as, es decir si el cdigo es igual permanecer en otra rutina que solamente estar checando una de las entradas (RA0) la cual ser la del control remoto y solamente detectara una sola frecuencia la cual es analizada con el TIMMER del micro, dicha frecuencia es de 3MHz 5._ Una vez que detecte el pulso en la entrada mencionada, este entrara en otra rutina que se dedicara a monitorear otra entrada (RA1) la cual estar conectada al sensor de las puertas del auto, esto con la finalidad de detectar el momento en que la o las puertas se han abierto y en dicho momento en que se abran se ir a otra rutina la cual activara las salidas RC0 y RC1, la primera ser la que controla el relevador de la bobina de ignicin y la segunda es la que se encarga de activar la sirena, y a su vez se escribe un cdigo en la memoria EEPROM el cual permitir volver a esta rutina cuando alguien quiera resetear el sistema (desconectando la pila), en esta rutina estar siempre hasta que no reciba el pulso de desactivar que estar en la entrada RA2. Lo mencionado es el algoritmo que se utilizo al crear el programa para que sea una alarma confiable y segura

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RESULTADOS

En la primera prueba que se llevo a cabo en el auto, no se le haba implementado el receptor infrarrojo lo que ya presentaba el proyecto un gran problema y este era que al momento de salirse del auto se activaba, la solucin rpida que se pens fue poner un retardo al micro en lo que se sala el conductor antes de activarse pero se presentaba otro problema, que jams se iba a activar al abrirla y podan salirse con las suyas los delincuentes, para eliminar estos problemas la alarma fue provista de un modulo receptor de infrarrojos (IR), con esto ya se haban solucionado los problemas que se presentaron. La segunda prueba, nos arrojo otro gran problema, ya no era el de activarla, ya trabajaba muy bien, el conductor poda encenderla desde afuera del coche y al abrir la puerta se activaba y permaneca as en ese estado, pero al desconectar la batera la alarma se apagaba y podan robar la unidad mvil, pero rpidamente se soluciono el problema y se pens en utilizar la memoria EEPROM del microcontrolador esta lo que hace es que guarda el estado de activada y aunque desconecten la batera del automvil no se borrara dicho estado garantizando la seguridad del mvil.

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SENSOR DE LA PUERTA (DETECTA CUANDO ESTA ABIERTA LA PUERTA O CUANDO SE ENCUENTRA CERRADA) Cuando la puerta se encuentra abierta el sensor no esta presionado como podemos observar en la imagen.

Con la ayuda del sensor mostrado en la imagen anterior podre introducirle la seal al microcontrolador para detectar cuando se ha abierto el auto y poder activar los swich que abrirn el circuito de la bobina y a su vez comenzar a sonar una sirena.

Las siguientes imgenes muestran una simulacin del circuito que se diseara, esto se hizo con la finalidad de poder hacer pruebas y corroborar que el diseo a elaborar en PCB funcionara.

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En esta salida se colocara un transistor, el cual activara un relevador y as poder abrir el circuito de la bobina.

Esta salida estar conectada en un transistor que controlara una sirena

El botn indica que la puerta se ha abierto

Botn que nos ayudara a desactivar la alarma

Seguir activada la alarma aun cuando la puerta la cierren

Las salidas del micro siguen activadas neutralizando el auto

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Salidas desactivadas

Se presiono el botn que desactiva la alarma el cual estar en un sitio del automvil donde solo el propietario conozca

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A continuacin se mostraran las fotos del circuito montado en protoboard

Uno de los cables azules esta simulando el sensor de las puertas mostrado con anterioridad y el otro cable simula el botn que restablece el sistema

Aqu se puede apreciar que la alarma ya esta energizada pero no se ha detectado la seal que activa las salidas, esto se puede observar porque los leds estn apagados

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Salidas indicando que estn activadas

Se puede apreciar que el cable que la esta haciendo de sensor esta activado como si alguien ha abierto la puerta del auto

Siguen activadas las salidas aun cuando el sensor se desconecto

Cable desconectado simulando que la puerta esta cerrada

Las salidas estn desactivadas o apagadas

Este cable es el que simula el botn que restablece el sistema de alarma cerrando el circuito de la bobina del automvil

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Las fotos anteriores es cuando el circuito no estaba instalado en el automvil y fueron las primeras que se realizaron para poder detectar las fallas que esta pudiera tener y de esta forma poder corregir los errores y elaborar un sistema capaz de garantizar el buen funcionamiento descrito. Los primero errores fueron que al desconectar la pila, la alarma se desactivaba, despus se pens en que para activarla se deba poner un modulo infrarrojo. Otro gran error era que una vez que se encenda ya no se poda apagar para que el dueo se metiera al auto sin que esta se activara y comenzara a emitir el sonido, para ello se elaboro otra rutina que el mismo pulso de encendido la apagara. Una vez perfeccionado el sistema se prosigui a instalarla en el automvil y los resultados y comportamiento fueron favorables ya que se comporto como se haba previsto. Dichos resultados se presentaron fsicamente al docente encargado de la materia.

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CONCLUSION

El proyecto que se realizo en la materia taller de investigacin 2 me ha dejado una experiencia en sistemas de seguridad automotriz enfocado con la prevencin del robo, ya que esto es solo una pequea introduccin en este extenso ramo de estudio, porque en la actualidad ya existen sistemas que son monitoreados por medio de satlite pero son muy caros dichos equipos, sin embargo el diseo antes expuesto es confiable y a su vez econmico. Me he dado cuenta de que los sistemas de alarma no son muy complejos y que puedo seguir mejorando el diseo, algo que tengo en mente es disear un control remoto que tambin se encargue de desactivar la alarma, otra mejora que se me ocurre es que por medio de un celular pueda activarla y desactivarla as como tambin que el usuario reciba un mensaje a su celular al momento de que la alarma se ha activado, estas mejoras no se pudieron llevar a cabo porque la economa no me permiti, pero ya se cuenta con tal diseo para su aplicacin.

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