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CONTROL A DISTANCIA

INALÁMBRICO

ELECTRÓNICO 17Prototipo tecnológico 

Materias de mayor impacto para el desarrollo del proyecto:

Electrónica Digital, Electrónica Básica y Análisis de Circuitos

por computadora. 

En el pasado, el hombre controlaba todo de viva voz, ahora lo hace a

la distancia. Es innegable que la comunicación, es uno de los tantos

factores que determinan el progreso del hombre; muchas de las

innovaciones de la actualidad se presentan a través de la telefonía

celular. Con el uso del teléfono celular, podemos imprimir

electrónicamente los mejores momentos de nuestra vida; y mejor

aun, controlar el mundo, solo basta oprimir un botón. En laelectrónica como rama de la ciencia física, solo se necesita un

problema a resolver, un circuito de control, y en base a esta

tecnología es posible innovar para satisfacer las necesidades del

hombre; esta es nuestra propuesta, y se llama CDIE17. 

Victor Hugo Hernández Villa y Ricardo Carrasco Hernandez 

10/03/2011

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XIII CONCURSO NACIONAL DE PROTOTIPOS 2011

FORMATO DE REGISTRO

Título del proyecto: CONTROL A DISTANCIA INALAMBRICO ELECTRONICO 17___________________________

Nombre del autor 1__________Victor Hugo Hernández Villa______________________Edad___17__ Sexo F M

No. de Control (alumno) o Clave Presupuestal (docente) ______093100508926728 _____________________________________

Nombre del autor 2______ Ricardo Carrasco Hernandez_______________________Edad___17___ Sexo F M

No. de Control (alumno) o Clave Presupuestal (docente) ______093100508926595____________________________________ 

Dirección autor 1: ___ Alfredo Fernández Arellano # 111 Fraccionamiento Santa Teresa ___________________________

Correo electrónico autor 1:_Victor_jack_rock@hotmail.com_ autor 2:__ricardo_elferry@hotmail.com_Teléfono_618- 8-26-20-62 _ Subdirección

o Asistencia

De Enlace Operativo ___________DGETI___________________________________ Plantel________CBTIS 89____________

Categoría: Docente Alumno

Línea de investigación: _____electrónica_____________________________________________________________

Modalidad: Prototipo Tecnológico Prototipo Didáctico

Prototipo de Desarrollo de Software y/o Multimedia Emprendedor 

Mencione las tres materias de mayor impacto para el desarrollo del proyecto (Ej.: Ingeniería Mecánica, Mecatrónica e Ingeniería Eléctrica);

obligatorio que se señalen.

 ____Electrónica Digital, Electrónica Básica y Análisis de Circuitos por Computadora_________________________________

Firma autor 1 Firma autor 2

Foto

Autor 1

infantil, de

Foto

Autor 2

infantil, de

Sello de la

Subdirección

Sello de la

Subdirección

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INTRODUCCIÓN

Desde la prehistoria, la realización de artefactos tecnológicos y la innovación han

permitido al hombre vivir con mayor decoro y tranquilidad, le han concedido satisfacer

las necesidades más a apremiantes del momento.

La tecnología mejora la calidad de vida del hombre, se desarrolla a pasos

agigantados, y es indiscutible que mejora la economía de las familias en el mundo.

La familia es el cimiento que fortalece a la sociedad, sin embargo, el hombre

como parte medular de esta, siempre ha tenido el control en sus manos.

En antaño, lo hacía con solo pronunciar algunas palabras de mando, ahora lo

hace con un dispositivo electrónico, simplemente moviendo los dedos de sus manos y

pulsando botones. Las pruebas están a la vista, el control remoto de la televisión, el

control de maquinaria pesada, el control para abrir y cerrar las puertas eléctricas de los

hogares, el control para encender el motor de un automóvil (a distancia), el control para

activar la alarma de este último, etc.

En el pasado, el hombre controlaba todo de viva voz, ahora lo hace a la

distancia. ¡Siempre haciéndolo a distancia!

Es innegable que la comunicación, es el factor determinante del progreso del

hombre, y las innovaciones en esta área se presentan a través de la telefonía celular.

En los inicios de la telefonía celular, el objetivo era solo el comunicarse, ahora,

es saber donde nos encontramos, grabar nuestra propia historia e imprimir los mejores

momentos de nuestra vida; mejor aun, controlar el mundo a través de este, con tan solo

oprimir un botón. Esto es electrónica pura, en la electrónica digital del momento, solo se

necesita un problema a resolver, un circuito de control en base a esta tecnología para

innovar y satisfacer las necesidades del hombre en el momento.

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Planteamiento del problema

Cuantas veces has salido de tu casa rumbo al parque, al supermercado, a la

escuela, al trabajo, etc., y durante el trayecto te viene a la mente:

-Me parece que he olvidado apagar la televisión-; -creo que deje la estufa encendida-; -

como soy tonto(a), deje la lavadora funcionando-; o cualquier otra cosa, como: la luz de

la recamara o bien que se quedo la puerta principal de la casa abierta expuesta a los

ladrones (¡ha!, pero como abundan hoy en día).

Cuando esto sucede, en lo primero que se piensa, es en como regresar para

evitar algún accidente, y luego regresas, resuelves el problema o bien te das cuenta

que solo era obra de la imaginación, pero mientras tanto ya perdiste algo de tiempo.

¿Qué pasaría, si con tan solo hacer una llamada desde tu celular haces que se apague

todo lo que dejaste encendido y le pones seguro a la puerta de tu casa?; ¿Cómo hacer

para que suceda todo lo que se describe en la pregunta anterior?; ¿Un dispositivo

electrónico de control, podría ser diseñado para realizar estas tareas?; ¿Parece simple,

verdad? Pensarlo es sencillo, hacerlo es un verdadero reto.

La idea es fantástica, presentar funcionando el circuito de control es nuestra

propuesta, solo será necesario definir el aparato eléctrico o electrónico del cual se

desea controlar el encendido o apagado. Para que este tipo de dispositivos, sea de

interés para el público en general, tiene que ser de bajo costo, fácil de instalar, y sobre

todo, que se adapte a las necesidades de las personas.

La pregunta obligada que determina el cómo se diseño y construyo este prototipo

es la siguiente: -¿Por qué diseñar un circuito electrónico, que controle el encendido y el

apagado de aparatos eléctricos usados en casa, con tan solo hacer una llamada

telefónica?- 

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Justificación

E la actualidad, el uso de controles remotos para apagar, encender o programar

el funcionamiento de aparatos eléctrico o electrónicos utilizados en casa, parece ser

indispensable, sin embargo no lo es aunque resuelve una gran cantidad de problemas

del hombre.

Con el uso de la tecnología, se ha logrado que se enciendan las luces de la casa

con tan solo aplaudir, silbar o tronar los dedos, cuando aun no existían los controles

remotos universales que se programaban para usarlo en cualquier televisor, se

diseñaban y construían en los talleres de electrónica, este tipo de controles aunque solo

fuera para apagar o encender la televisión.

Los ingenieros de la NASA (National Aeronautics and Space Administration),

controlan a distancia el desplazamiento de los satélites artificiales en el espacio, se ha

desarrollado tecnología a tal grado de controlar los aviones vía remota desde la tierra; a

los autos y a algunas personas les incrustan dispositivos electrónicos para localizarlos y

saber donde están; ya existen automóviles con reconocimiento de voz, te subes y les

indicas a dónde vas, te lleva adonde quieras sin tan solo pulsar ni un solo botón; los

niños y jóvenes utilizan controles remotos para jugar a los videojuegos.

Si todo lo anterior ha sido posible, entonces es factible diseñar y construir un

control que nos permita encender y apagar vía remota, cualquier tipo de aparato

electrodoméstico que esté conectado a la red eléctrica de nuestros hogares.

El prototipo tecnológico que estamos proponiendo, para que active o desactive

los electrodomésticos del hogar, lleva por nombre CDIE17 (Control a Distancia

Inalámbrico Electrónico 17); este dispositivo funciona tan solo con hacer una llamada

telefónica utilizando el teléfono celular.

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Hipótesis

Todo los prototipos desarrollados en base a la tecnología, tienen la intención de

mejorar la vida del hombre satisfaciéndole alguna necesidad o resolviendo algún

problema en el que se encuentre. Con el CDIE17, se hace posible la reducción del

consumo de energía eléctrica, se eficientiza el uso del tiempo, y se ahorra dinero,

mejorando la calidad de vida de las personas. Por lo tanto, la hipótesis de la presente

investigación es:

-Si utilizamos los conocimientos de electrónica que hasta el momento hemos adquirido,

entonces podremos construir el CDIE17, que podrá ser utilizado como herramienta para

el control de encendido o apagado de los diferentes aparatos eléctricos que se tienen

en las casas, oficinas o en la industria-.

Objetivo

Hoy en día, la mayoría de las personas cuentan con un teléfono celular para

comunicarse entre sí; este dispositivo electrónico e inalámbrico usado por excelencia

entre las personas para interactuar y mantenerse en contacto a la distancia, aunado al

conocimiento de la electrónica que tenemos y que hemos adquirido a través del tiempo

en el CBTIS 89 nos habilita para conseguir el siguiente objetivo:

-Diseñar y construir un CDIE17, que se active a través de una llamada telefónica,

recibida por un teléfono móvil, para apagar o encender los aparatos electrónicos

instalados en las casas, en las oficinas o en la industria.-.

El CDIE17 optimizará el funcionamiento de un controlador común, haciéndolo

más eficaz más práctico con más opciones de control, solucionando el problema que

aqueja tanto a las personas: olvidar apagar los aparatos eléctricos al salir de casa.

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Marco teórico

El método de tonos se conoce técnicamente corno señalización DTMF (dual-tone 

multifrequency ). Los marcadores digitales o electrónicos simulan la acción mecánica de

los marcadores de disco mediante un teclado que emite los pulsos a medida que se

ingresa cada dígito. El uso de teclado permite marcar el número deseado con mayor

rapidez.

Los circuitos digitales operan en modo binario donde cada voltaje de entrada y

salida es un 0 o un 1; las designaciones 0 y 1 representan intervalos predefinidos de

voltaje. Esta característica de los circuitos lógicos nos permite utilizar el álgebra

booleana como herramienta para el análisis y diseño de sistemas digitales. En el

algebra booleana solo tienen dos valores de operación, y es relativamente fácil de

manejar en comparación con el algebra ordinaria.

En el algebra booleana no hay fracciones, decimales, números negativos, raíces

cuadradas, raíces cubicas, logaritmos, números imaginarios, etc. Las operaciones

básicas en el algebra booleana solo existen: OR, AND y NOT, a este tipo de

operaciones son llamadas llaman operaciones lógicas.

Los unos y los ceros que se definen en el algebra booleana, realmente

representan niveles de voltaje de corriente directa, los cuales pueden ser representados

por la simple activación o no de un interruptor simple.

Con el uso de la electrónica digital se construyen circuitos digitales llamados

compuertas lógicas, dichas compuertas son diodos, transistores y resistencias

conectados de cierta manera que hacen que la salida del circuito sea el resultado de

una operación lógica básica sobre la entrada.

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Para el diseño y construcción del CDIE17, es necesario emplear un circuito

integrado ULN2803, en él se encuentran 8 transistores NPN Darlington. Este circuito

integrado es ideal para ser empleado como interfaz entre las salidas de un PIC

(Programmable Interrupt Controller) o cualquier integrante de las familias TTL 

(Transistor-Transistor Logic) o CMOS  (Complementary metal-oxide-semiconductor). El

ULN2803, también es usado con dispositivos eléctricos o electrónicos que necesiten

una corriente más elevada para funcionar; como por ejemplo los relevadores.

Los PIC son una familia de micro controladores tipo RISC fabricados por

Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la

división de microelectrónica de General Instrument. El PIC, generalmente se utiliza

como un controlador de interfaz periférico (Peripheral Interface Controller); para

transferir el código de un ordenador al PIC normalmente se usa un dispositivo llamado

programador. La mayoría de PIC que Microchip distribuye hoy en día, incorporan una

programación en serie ICSP (In Circuit Serial Programming) o un LVP (Low Voltage

Programming), lo que permite programar el PIC directamente en el circuito destino.

Las altas prestaciones de los micro controladores PIC, están basados en una

arquitectura tipo Harvard que posee buses y espacios de memoria por separado para el

programa y los datos, lo que hace que sean más rápidos que los micro controladores

basados en la arquitectura tradicional de Von Neumann.

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Descripción de planeación y desarrollo del proyecto

El control a distancia es  una modalidad que presenta muchas opciones y

beneficios para los usuarios. Dentro de sus principales ventajas se encuentran la

comodidad que ofrece el no tener que desplazarse hasta algún sitio para hacer alguna

tarea, es muy seguro, puesto que se pueden realizar labores peligrosas en área de

trabajo de difícil acceso, con este tipo de dispositivos se toman decisiones inmediatas

en la solución de una problemática presente.

El prototipo CDIE17, es un dispositivo de control que funciona con los tonos

producidos por el teclado un teléfono, y a través de la línea telefónica. El CDIE17,

recibe instrucciones de control para el encendido o apagado de cualquier dispositivo

eléctrico conectado en la casa, en la oficina o en la industria. El usuario puede controlar

estas acciones desde cualquier párate que se encuentre, con tan solo hacer una

llamada telefónica.

Para ejemplificar el funcionamiento del CDIE17, enunciamos lo siguiente:

supongamos que una persona se encuentre fuera de la ciudad, y necesita prender

algunas luces de su hogar para simular que la casa no está sola, en el momento que él

lo desee, marca el numero telefónico del móvil que se encuentra conectado al CDIE17

(circuito de control de encendido de las luces de su casa), establece la llamada e

inmediatamente después digita el código de encendido de las luces, y estas se activan.

Las llamadas telefónicas hacia el CDIE17, se pueden realizar desde cualquier

teléfono fijo, público o con otro celular; el requisito, es que el teléfono desde el cual se

hace la llamara posea una marcación por tonos. Este circuito de control no trabaja con

líneas integradas a conmutadores privados del tipo PBX (Private Branch Exchange),

puesto que estas últimas pueden presentar problemas de incompatibilidad de .

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La señalización DTMF tiene varias ventajas sobre la de pulsos, incluyendo una

mayor rapidez de marcado y la posibilidad de enviar señales de control a través de la

línea telefónica. La marcación de tonos se distingue fácilmente por los sonidos

característicos que genera al digitar cada entrada. El circuito de control, está  construido

en base a un micro controlador P1C16F84, su principal función es recibir el código

binario que entrega el decodificador de tonos, y de acuerdo a los dígitos recibidos, y de

esta forma, decidir si activa o no la carga de salida.

También, es el encargado de verificar si llegó una señal de timbre en su pin RB7,

para activar el circuito que simula que se ha descolgado la bocina del teléfono. Durante

el tiempo empleado por el usuario que ha hecho la llamada para enviar los tonos DTMF

harán que la carga sea activada o desactivada. El tener un micro controlador en el

circuito, hace que las posibilidades de control sean muy grandes, obteniéndose así la

clave de acceso para que sea admitida una orden de encender o apagar la carga.

Descripción del grado de innovación

Este prototipo puede ser modificado para que funcione con un radio y así poderlo

adaptar a terrenos de muy difícil acceso para señal de un móvil y así hacer más

extensa las aplicaciones posibles no solo en terrenos urbanos sino en zonas rurales.

El único requisito de los radios es que tengan los tonos de cada número y que

estos puedan ser marcados.

En sí tendría el mismo funcionamiento que el de un móvil, solo cambiaria la

banda de frecuencia con la que trabajaría y que no podría ser que se activaran los

interruptores de encendido y apagado más que por otro radio transmitiendo en la misma

frecuencia.

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Descripción del grado de factibilidad

Los materiales utilizados en este prototipo son fáciles de conseguir y no

costosos; se pueden comprar en una tienda de electrónica común y el costo más

elevado es el del PIC con un precio de $150.°° y el precio estimado del prototipo en si

es de $500.°° que es un precio relativamente bajo de acuerdo a los beneficios que se

obtendrán. Entre los materiales utilizados para la elaboración están: resistencias,

capacitores, relevadores, soldadura y pasta limpiadora. Las herramientas a utilizarse

son comunes en el ámbito de electrónica además de que no son difíciles de conseguir o

costosas entre ellas se pueden encontrar pinzas, programador de PIC, taladro, cautín,

extractor y computadora para pasar los comandos al PIC (programarlo).

Descripción de impacto social o tecnológico y/o desarrollo sustentable

Este circuito o prototipo mejorar la calidad de vida de los usuarios

simplificándoles el control de sus aparatos, apagándolos o encendiéndolos en el

momento que ellos lo deseen y desde donde quieran siempre y cuando tengan señal en

su móvil además de tener la accesibilidad de que el usuario elija el o los aparatos a

controlar ya sea de su negocio o su hogar. El costo de este circuito se consideraría

elevado para el mercado si se manejara con el precio de $500.°° pero después de que

se fabrique en serie el costo puede disminuir hasta un 50% dejándolo así aun más

accesible para cualquier persona. Sin duda alguna este circuito será solo para el

mejoramiento del control que se desea de las personas sobre sus aparatos, además de

que cumple con los requisitos de practicidad ya que no es necesario tener este circuito

aparte trabajando como un control sino que se adaptara al teléfono celular para que

éste no ocasione un espacio extra.

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Análisis de resultados

Los decodificadores son circuitos integrados con la función de interpretar las

señales que le llegan en este caso de audio, cada vez que se oprimen las teclas

producen cierto sonido diferente uno de otro lo que hace ese decodificador es

identificarlos y pasarlos al PIC que se encuentra programado para ejercer una acción

de acuerdo al sonido que interprete el decodificador y así pasar esas órdenes a

compuertas lógicas que lo que hacen es encender o apagar el interruptor, en este caso

cierra o abre el interruptor para dejar pasar o no la corriente. En las graficas 1 y 2 (ver

anexos) se puede observar los aparatos que comúnmente se dejan encendidos y la

cantidad de veces que se dejan a la semana.

Conclusiones

El futuro no tiene límites, el tener el control de los aparatos eléctricos en las

manos del hombre está aquí, solo basta con hacer una llamada telefónica y el CDIE17

encenderá o apagará cualquier tipo de dispositivo eléctrico que sea conectado a él.

Los objetivos este proyecto se cumplió, logrando así, la construcción del

prototipo innovador y original “CDIE17”. Este prototipos es una gran herramienta, a la

que se le puede sacar mucho provecho, puesto que el usuario lo puede usar donde lo

necesite.

Esta herramienta será de gran utilidad para controlar los dispositivos eléctricos

deseados, además de la cantidad que se quieran. Con esto se demuestra una vez mas

que las tecnologías inalámbricas están al alcance de todos.

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Anexo “A” 

Figura numero 1 se presentan imágenes del proyecto terminado y en funcionamiento:

Figura no. 1. Conectividad del prototipo “Control a Distancia Inalámbrico

Electrónico 17” 

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Anexo “B” 

En la figura numero 2, se presenta el diagrama esquemático del prototipo “Control a

Distancia Inalámbrico Electrónico 17” 

Figura No. 2.- Diagrama electrónico del prototipo “Control a distancia

Inalámbrico Electrónico 17” 

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Bibliografía

Electrónica Unicrom. Decodificadores. Informacion disponible en:

http://www.unicrom.com. Fecha de consulta: Febrero del 2011.

Los decodificadores . Informacion disponible en: http://www.angelfire.com. Fecha de

consulta: Febrero del 2011.

Microchip, 2001. PIC16F84A DATA SHEET. Microchip Technology Inc. U.S. Doumento

disponible en: http://ww1.microchip.com

Tocci, R.J., 1996. Sistemas Digitales. Prentice Hall. México.