CONTENIDO.
INTRODUCCIÓN.....................................................................................
CAPÍTULO I. PRESENTACIÓN DEL ANTEPROYECTO............................
CAPITULO II MARCO TEÓRICO..............................................................
CAPITULO III METODOLOGÍA................................................................
CAPITULO IV PRODUCTOS Y RESULTADOS.........................................
CONCLUSIÓN..........................................................................................
INTRODUCCIÓN.
El avance de las tecnologías en la industria
del automovilismo es importante para las compañías debido a que los automóviles
son un lujo para los usuarios, hoy en día es una necesidad que las personas
tengan un automóvil. Cada vehículo tiene diferente finalidad y va dirigido a
distintos tipos de usuarios. El lanzamiento de vehículos con características
novedosas define a las empresas dedicadas al comercio de los automóviles, la
manera de implementar las tecnologías en un automóvil debe de ser notoria para
el usuario, perfeccionando el confort.
La seguridad en los automóviles puede ser
vulnerable a los ataques de algún intruso, ninguna alarma da la seguridad de
que un vehículo no sea robado y ninguna lo logrará hacer, debido que siempre
existirán los usuarios maliciosos que intenten robar un automóvil, lo único que
el propietario de un vehículo puede hacer es ponerle obstáculos al ladrón como:
seguros, sistema de alarma eléctrico por radiofrecuencia, vara de seguridad en
el volante, cortadores de corriente, etc. La desventaja en los sistemas de
radiofrecuencia es que se puede topar con otro automóvil que maneje la misma
radiofrecuencia y el vehículo seria vulnerable a los ataques con cualquier otro
control de alarma.
Las
tecnologías enfocadas a las comunicaciones, resultan ser llamativas al cliente,
así mismo es una comodidad poder tener el control de los aparatos electrónicos
cotidianos en la vida del ser humano. Tomando que el uso de dispositivos
móviles ya es una necesidad para el ser humano, se puede enfocar todo en un
dispositivo, existen tecnologías que se enfocan a tener un control en el
dispositivo móvil, a esto se le puede llamar centralización.
Un
gran cambio en los dispositivos móviles fue la implementación de la tecnología
Bluetooth la cual se dedica a la comunicación entre dispositivos a corta
distancia, se pueden pasar datos, textos, imágenes, música, etc. Cualquier cosa
que soporten los dispositivos se puede transmitir mediante el Bluetooth, la
ventaja de esta tecnología en los dispositivos es que solamente permite un
enlace punto a punto se podría decir, solamente se puede establecer una conexión
con un solo dispositivo, esto permite la seguridad en dicha conexión, se enlaza
por medio de una dirección MAC y puede tener un código de autentificación al
momento de querer conectarse con otro dispositivo, esto permite hacerle
entender al usuario que tiene el control sobre lo que sucede en el dispositivo
móvil.
Si
se aplica esta información da por consecuencia la necesidad de tener un control
sobre el lugar donde se encuentra el automóvil y el control de éste a distancia
es conveniente como medio de seguridad.Con
la construcción y aplicación de una alarma completa para el automóvil a
distancia, controlada por medio de un dispositivo móvil, se logrará tener un
control para apagar o encender el auto según sea la necesidad del cliente.
La seguridad en los automóviles puede ser
vulnerable a los ataques de algún intruso, ninguna alarma da la seguridad de
que un vehículo no sea robado y ninguna lo logrará hacer, debido que siempre
existirán los usuarios maliciosos que intenten robar un automóvil, lo único que
el propietario de un vehículo puede hacer es ponerle obstáculos al ladrón como:
seguros, sistema de alarma eléctrico por radiofrecuencia, vara de seguridad en
el volante, cortadores de corriente, etc. La desventaja en los sistemas de
radiofrecuencia es que se puede topar con otro automóvil que maneje la misma
radiofrecuencia y el vehículo seria vulnerable a los ataques con cualquier otro
control de alarma.
Las
tecnologías enfocadas a las comunicaciones, resultan ser llamativas al cliente,
así mismo es una comodidad poder tener el control de los aparatos electrónicos
cotidianos en la vida del ser humano. Tomando que el uso de dispositivos
móviles ya es una necesidad para el ser humano, se puede enfocar todo en un
dispositivo, existen tecnologías que se enfocan a tener un control en el
dispositivo móvil, a esto se le puede llamar centralización.
El usuario busca la facilidad de las cosas,
no le gusta batallar en realizar actividades cotidianas, con el desarrollo de
sistemas dedicados al confort esto puede ser posible, el simple hecho de poder
realizar las actividades más rápido y que de tiempo para realizar otras
actividades puede ser de gran ventaja en un ambiente comercial.
Un
gran cambio en los dispositivos móviles fue la implementación de la tecnología
Bluetooth la cual se dedica a la comunicación entre dispositivos a corta
distancia, se pueden pasar datos, textos, imágenes, música, etc. Cualquier cosa
que soporten los dispositivos se puede transmitir mediante el Bluetooth, la
ventaja de esta tecnología en los dispositivos es que solamente permite un
enlace punto a punto se podría decir, solamente se puede establecer una conexión
con un solo dispositivo, esto permite la seguridad en dicha conexión, se enlaza
por medio de una dirección MAC y puede tener un código de autentificación al
momento de querer conectarse con otro dispositivo, esto permite hacerle
entender al usuario que tiene el control sobre lo que sucede en el dispositivo
móvil.
Si
se aplica esta información da por consecuencia la necesidad de tener un control
sobre el lugar donde se encuentra el automóvil y el control de éste a distancia
es conveniente como medio de seguridad.Con
la construcción y aplicación de una alarma completa para el automóvil a
distancia, controlada por medio de un dispositivo móvil, se logrará tener un
control para apagar o encender el auto según sea la necesidad del cliente.
CAPÍTULO I. PRESENTACIÓN DEL ANTEPROYECTO.
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Debido a la
vida rápida de las personas se requiere fluidez al momento de realizar
actividades cotidianas, el proceso de elevar la temperatura del motor de un
automóvil para disponer de él al hacer circular mejor el aceite mediante el
calentamiento, puede ser tardado y
dispone del tiempo de los usuarios, el confort para el ser humano se vuelve día
a día un hecho debido a los avances tecnológicos, pero hay actividades que las
personas no pueden controlar, como la manipulación total de un vehículo a
distancia.
1.2 JUSTIFICACIÓN.
Con la implementación
del sistema de "SEGURIDAD MOVIL" resulta más sencillo para los usuarios manipular su
vehículo a distancia, ya que con este sistema el usuario podrá encender el
automóvil, abrir puertas, bajar vidrios eléctricos, encender luces delanteras a
distancia mediante un dispositivo móvil, esto con la finalidad de centralizar
una actividad cotidiana con un dispositivo de uso común como lo es un celular.
1.3 OBJETIVOS.
1.3.1 OBJETIVO GENERAL.
Desarrollar e
implementar un sistema de telecontrol dedicado a los automóviles, para mantener
una manipulación sobre ellos a distancia, mediante el diseño de circuitos
electrónicos y desarrollo de procesos computacionales microcontrolados en
conjunto con redes de comunicación.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
- Diseñar y programar el algoritmo en el software “PCW” para el funcionamiento del microcontrolador 18F4550.
- Diseñar y desarrollar el circuito electrónico aplicado a un microcontrolador 18F4550 en conjunto con una conexión bluetooth, para control mediante un dispositivo conectado a través de dicha conexión.
- Desarrollar una aplicación de celular o tablet capaz de transferir datos por bluetooth para comunicar la aplicación con el circuito del microcontrolador 18F4550.
- Elaborar una etapa de potencia con relevadores para el control de: apertura de las puertas, encendido del vehículo, control de vidrios eléctricos mediante la interacción del microcontrolador 18F4550.
1.4 RESULTADOS ESPERADOS.
Al terminar los
circuitos electrónicos (receptor), la programación del dispositivo móvil, la
programación del micro controlador y conjuntar la programación del software con
la red de comunicación y los circuitos
desarrollados con el receptor del
automóvil, se debe de obtener un sistema de control para automóviles.
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES.
1.5.1 ALCANCES.
El sistema
tiene como alcance automatizar un automóvil, para su total control en cuestión
de seguridad, así como control de operaciones básicas del automóvil como
apertura de puertas, control de vidrios eléctricos, encendido y apagado del
auto.
1.5.2 LIMITACIONES.
El sistema
funcionara únicamente con el control de apertura de puertas, control de
encendido del automóvil, control de apagado del automóvil, control de la
apertura y cierre de los vidrios eléctricos.
1.6 DIAGRAMA A BLOQUES DEL SISTEMA.
CAPITULO II MARCO TEÓRICO.
2.1 MICROCONTROLADOR 18F4550.
Un microcontrolador es un circuito
integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria.
Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea
específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales
unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria
y periféricos de entrada/salida.
2.1.2 CARACTERISTICAS DE
MICROCONTROLADOR 18F4550.
El
microcontrolador 18F4550 cuenta con una amplia gama de funciones, cuenta con 40
pines, así como diversos puertos dedicados a la convergencia con dispositivos
electrónicos, cuenta con 4 puertos de entrada y salida lo que son el puerto A
el puerto B el puerto C y el puerto D, en los cuales se pueden contar en cada
uno con 8 pines, que se pueden utilizar como entrada para control de PIC
18F4550 o salida para a su vez controlar otra cantidad de circuitos conectados
a él.
EL microcontrolador 18F4550 posee un generador de reloj
integrado y una pequeña cantidad de memoria RAM y ROM/EPROM/EEPROM/FLASH,
Depende de un cristal como oscilador para que funcione. Los microcontroladores
disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos de
entrada/salida, como convertidores de analógico al digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie especializados.
Frecuentemente, estos dispositivos integrados pueden ser controlados por
instrucciones de procesadores especializados.
El microcontrolador 18F4550 negocia la velocidad y la
flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en
el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos de entrada/salida o
la memoria que incluye el microcontrolador, se ha de prescindir de cualquier
otra circuitería.
2.2 PROTEUS PROFESSIONAL.
Proteus es un software de diseño
de PCB que combina la captura esquemática de ISIS y ARES, programas dedicados al diseño de PCB para proporcionar un
conjunto potente, integrado de
herramientas para el diseño profesional
de PCB.
En diseño
PCB, todos los productos de Proteus incluyen trazador automático basado en la
forma integrada y una capacidad de simulación SPICE. El software trabaja en un
ambiente grafico donde se puede apreciar el funcionamiento de los componentes
es decir, si se pretende encender un LED, se puede ver el LED encendido,
también trabaja con la lógica física de los componentes, voltajes, corrientes,
es decir si el programa detecta algún error en la configuración de un
microcontrolador o en las conexiones de un circuito, automáticamente al iniciar
la simulación marca errores para que el usuario pueda corregir los problemas
marcador por el software.
2.3 PCW, COMPILADOR EN
LENGUAJE C.
CCS ofrece una suite completa de
herramientas integradas para desarrollar y depurar
aplicaciones embebidas que se ejecutan
en microcontroladores PIC ®
MCU y de PIC
® DSC. Esta suite
incluye un IDE para la gestión de
proyectos, un editor C sensible al contexto, construir herramientas y depuración en tiempo real, ayudar a los desarrolladores a
crear, analizar, depurar el código del proyecto.
El CCS IDE permite a los desarrolladores gestionar todos los aspectos de su desarrollo de software embebido, desde la creación de código a través de
la programación del dispositivo. Los programas
externos se pueden invocar desde el
IDE, lo que simplifica la integración con otros programadores y depuradores.
El corazón de este conjunto de
herramientas de desarrollo es el CCS
inteligente optimización de código C compilador,
que libera a los desarrolladores concentrarse
en la funcionalidad de diseño en
lugar de tener que convertirse en un experto en arquitectura de MCU. Maximizar la
reutilización de código por portar
fácilmente de uno a otro MCU. Minimizar
las líneas de nuevo
código con CCS, integrados en las funciones y los operadores de C estándar. El compilador PCW apoya
el Microchip PIC ® de 12 bits y 14 bits de
código de operación PIC10, PIC12, PIC16 MCU
familias.
2.4 PUTTY.
PuTTY es un cliente SSH y telnet, desarrollado originalmente por Simon Tatham para la
plataforma de Windows. PuTTY
es un software de código abierto que
está disponible con el código fuente
y se desarrolla con
el apoyo de un grupo de voluntarios.
2.5 APP INVENTOR.
App Inventor es una nueva herramienta de Google Labs que hace
que sea fácil para cualquier
persona-programadores y no
programadores, profesionales y estudiantes-para crear aplicaciones móviles para dispositivos con Android. Y hoy,
estamos invitando al público en general.
Para muchas personas, su
teléfono móvil y
acceso a Internet-está
siempre al alcance. App Inventor para Android da
a todos, independientemente de su experiencia en
programación, la posibilidad de controlar
y reformar su experiencia de comunicación. Hemos observado
las personas se enorgullecen de ser los creadores de la
tecnología móvil y no sólo a los
consumidores de la misma.
2.6 ANDROID.
Android un
sistema operativo basado en Linux y diseñado originalmente para dispositivos
móviles como teléfonos inteligentes (smartphone), posteriormente se expandió su
desarrollo para soportar otros dispositivos como tablets, reproductores MP3,
netbooks, PCs e incluso televisores.
Android está
presente en gran variedad de teléfonos móviles, aunque los comienzos de
cualquier plataforma son siempre inciertos, no ha pasado mucho tiempo para que
los fabricantes se hayan dado cuenta del auténtico potencial de ésta
plataforma. Android, al contrario que otros sistemas operativos para
dispositivos móviles como iOS (Apple), se desarrolla de forma abierta, siendo
actualmente el sistema con el potencial de desarrollo más importante en el
mundo de la telefonía móvil.
2.7 SMARTPHONE.
Es un
término comercial para denominar a un teléfono móvil que ofrece más funciones
que un teléfono móvil común. Casi todos los teléfonos inteligentes son móviles
que soportan completamente un cliente de correo electrónico con la
funcionalidad completa de un organizador personal.
La
característica más importante (una de ellas) de casi todos los teléfonos
inteligentes es que permiten la instalación de programas para incrementar el
procesamiento de datos y la conectividad. Estas aplicaciones pueden ser
desarrolladas por el fabricante del dispositivo, por el operador o por un
tercero.
2.8 REGULADOR DE TENSION POSITIVA 7805.
Es un componente común en muchas fuentes de alimentación.
Tienen tres terminales (voltaje de entrada, tierra y voltaje de salida) y
especificaciones similares que sólo difieren en la tensión de salida
suministrada o en la intensidad. La intensidad máxima depende del código
intercalado tras los dos primeros dígitos, es decir el 7805 proporciona un
voltaje de salida de 5 volts.
2.9 MODULO BLUETOOTH RN41.
La RN41 es un factor de forma pequeño, de baja
potencia, fácil de integrar radio
Bluetooth para OEM agregar
capacidad inalámbrica para sus productos.
La RN41 es ideal
para aplicaciones a pilas y por defecto está listo para usar en la configuración de SPP (Serial Port Profile). Utiliza
sólo 250 μA
en modo de suspensión sin dejar de ser
detectable y de conexión. Múltiples
modos de bajo consumo disponibles
le permiten marcar en el perfil de potencia más bajo para su aplicación.
La RN41 soporta múltiples perfiles de Bluetooth,
está totalmente certificado, y es fácil
de diseñar en, por lo que es una solución completa Bluetooth incorporado.
Con su alto rendimiento de la antena
en el chip y soporte
para Bluetooth Velocidad de datos mejorada (EDR), la RN41
ofrece hasta 3 Mbps
de velocidad de datos a distancias
de 100 metros. La
RN41 es el producto perfecto para los ingenieros de la adición de la capacidad de Bluetooth a su producto
sin tener que gastar mucho tiempo y
dinero para desarrollar hardware
específico Bluetooth y el
software.
2.9.1 CARACTERISTICAS DE BLUETOOTH RN41.
Módulo Bluetooth de bajo consumo clase 1,
flexible y económico que cumple con el estándar 802.15.1. Con su antena de alto
rendimiento tipo chip y su soporte de Bluetooth enhanced data rate (EDR), el
RN-41 proporciona una rata de hasta 3Mbps para una distancia de hasta 100m. Es
una excelente solución para agregar comunicación inalámbrica Bluetooth a sistemas
existentes.
2.10 CONVERTIDOR
RS232 CON CONECTOR DB9.
Este dispositivo tiene un solo propósito: convertir niveles
RS232 a TTL y viceversa. Esto permite que un microcontrolador se comunique con
una computadora o con cualquier otro aparato con puerto serial (p.ej.
proyectores). Puede funcionar con cualquier alimentación es decir puedes
usarlo para niveles TTL 5V si lo alimentas con 5V, de igual forma si le
proporcionas 2.8V puedes usarlo para comunicación CMOS TTL de 2.8V. Opera desde
300bps hasta 115200 bps.
2.11 RELEVADOR.
El
relevador está formado por una bobina y unos contactos, podemos considerar al
relevador como un interruptor electromecánico.
2.11.1 ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UN RELEVADOR.
El
electroimán produce un movimiento en la armadura al ser excitada, cerrando los
contactos dependiendo de si es N.O. (normalmente abierto) ó N.C. (normalmente
cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina en campo magnético es generado
haciendo que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser
considerados como el interruptor, que permiten que la corriente fluya entre los
dos puntos que cerraron el circuito.
2.12 TRANSISTOR.
Es el componente que
tiene básicamente dos funciones:
- Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando.
- Funciona como un elemento amplificador de señales.
Los transistores constan de 3 contactos
bases lo que es el emisor (E) el cual se encarga de proporcionar portadores de
carga, el colector (C) el cual se encarga de recoger portadores de carga y la
Base (B) la cual controla el paso de corriente a través del transistor, es el
cristal de en medio. El conjunto se protege con una funda de plástico o metal.
2.13 CONVERTIDOR DE VIDRIOS MANUALES A ELÉCTRICOS.
El convertidor de
vidrios manuales a eléctricos cuenta con un motor que trabaja con un voltaje de
12 volts un kit de engranes dedicados para el perfecto acoplamiento de
cualquier engrane de un vidrio manual, cuenta con una banda metálica reforzada
con una cubierta de plástico que es la que se encarga de transmitir la energía
del motor al engrane y así poder girar el engrane principal de la ventana.
2.14 ACTUADOR PARA SEGUROS ELÉCTRICOS.
Un actuador es un motor que trabaja con un voltaje de 12
volts con la ayuda de engranes internos puede manipular una varilla colocada en
paralelo con el seguro de un vehículo y así empujar o jalar el seguro según el
giro del motor.
CAPITULO III METODOLOGÍA.
3.1 CIRCUITO ELECTRONICO PARA MICROCONTROLADOR
18F4550.
3.1.1 DISEÑO Y PROGRAMACION DE ALGORITMO EN EL
SOFTWARE PCW.
Algoritmo se
refiere al comando utilizado para que el microcontrolador funcione según las
especificaciones que el programador le asigna en cada línea de código, el
microcontrolador lee cada línea de código la interpreta y la realiza.
Para que el
algoritmo sea adecuado para cada microcontrolador se le deben de asignar las librerías
necesarias para que se reconozca tanto el número de microcontrolador como la velocidad
del cristal a la que va a trabajar, después se comienza con el programa, se
abre un ciclo que va a seguir el microcontrolador. En la siguiente línea de comandos se muestra
la declaración de las librerías así como las variables que se utilizan en el
algoritmo.
#include
<18F4550.h>
#fuses
XT,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP
#use
delay (clock=4000000)
#include
<string.h>
#use
standard_io(B)
#use
RS232 (baud=9600,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,PARITY=N,bits=8)
///////////////////
char aux[4],aux2[4],pass[4],ant[4]; // Declaración de//
char tecla,tecla2; // variables
//
int cont=0,a=0; // globales
//
int x=0,z=0,b=0,c=0; ///////////////////
Después de la declaración de variables y del tipo de
microcontrolador, baudios, frecuencia, etc. Se abre el código, al iniciar el código
se muestra en la pantalla un mensaje de bienvenida para indicar al usuario que
ya está corriendo, este mensaje se muestra en la terminal conectada
directamente al microcontrolador y se abren los puertos B.
void
main () {
printf("Bienvenido:\n\r\r");
port_b_pullups(true);
El microcontrolador debe de esperar a que se le envíen los
caracteres para que la interprete y realice la acción solicitada. Las puertas
del vehículo se abrirán con una texto especifico, a cada puerta se le asigna una
variable. Cuando el microcontrolador
reconoce el carácter, manda un pulso en alto para activar el actuador de
las puertas, aplica un retraso para que reconozca el pulso, se pone en bajo el
puerto por el cual se manda el pulso, se aplica otro retraso y vuelve a mandar
un puso para que detecte de nuevo el mismo puerto, es decir el puerto se abrirá
dos veces.
while (TRUE){
tecla = getc();
if (tecla=='a'){
printf("\fpuerta 1
abierta");
output_high(pin_D0);
delay_ms(120);
output_low(pin_D0);
delay_ms(100);
output_high(pin_D0);
delay_ms(120);
output_low(pin_D0);}
if (tecla=='b'){
printf("\fpuerta 2 abierta");
output_high(pin_D1);
delay_ms(120);
output_low(pin_D1);
delay_ms(100);
output_high(pin_D1);
delay_ms(120);
output_low(pin_D1);}
if (tecla=='c'){
printf("\fpuerta 3
abierta");
output_high(pin_D2);
delay_ms(120);
output_low(pin_D2);
delay_ms(100);
output_high(pin_D2);
delay_ms(120);
output_low(pin_D2);}
if (tecla=='d'){
printf("\fpuerta 4 abierta");
output_high(pin_D3);
delay_ms(120);
output_low(pin_D3);
delay_ms(100);
output_high(pin_D3);
delay_ms(120);
output_low(pin_D3);}
Para activar los módulos para los vidrios eléctricos se
necesita un pulso en negativo para subir los vidrios y otro pulso negativo para
bajar los vidrios, el algoritmo pone en alto el puerto B6 o B7 dependiendo si
se desea subir o bajar los vidrios eléctricos, se aplica un retraso y después
pone en bajo el puerto.
if (tecla=='m'){
printf("\fabriendo
ventanas");
output_high(pin_B6);
delay_ms(200);
output_low(pin_B6);}
if (tecla=='n'){
printf("\fCerrando ventanas");
output_high(pin_B7);
delay_ms(200);
output_low(pin_B7);}
El encendido de las luces se aplica en dos variables, una
para encender las luces y otra para apagarlas, el algoritmo mantiene abierto o
cerrado el puerto, se aplica un retardo, y se mantiene el puerto según la
indicación del algoritmo.
if (tecla=='s'){
printf("\fLuces
encendidas");
output_high(pin_D4);
delay_ms(250);}
if (tecla=='t'){
printf("\fLuces
apagadas");
output_low(pin_D4);
delay_ms(250);}
El encendido del motor funciona con la ignición
y la marcha, para simular la ignición se pone en alto el puerto A0 (ignición),
se aplica un retardo y se pone en alto el puerto A1 (marcha) se aplica un
retardo, el tiempo de este retardo depende de lo que ocupe el vehículo para
lograr encender el motor, cuando termina de encender se apaga el puerto
A1(marcha) y se mantiene encendido el puerto A0(ignición), para apagar el motor
se apaga únicamente el puerto A0, al no detectar corriente en la ignición del
vehículo, el automóvil se apagará.
if
(tecla=='e'){
printf("\fEncendiendo vehiculo");
output_high(pin_A0);
delay_ms(500);
output_high(pin_A1);
delay_ms(500);
output_low(pin_A1);}
if (tecla=='f'){
printf("\fApagando
vehiculo");
output_low(pin_A0);
delay_ms(350);}
Para el funcionamiento adecuado del microcontrolador se
mantienen todos los puertos apagados, para que no se realice alguna acción
fuera de tiempo.
else {
printf("\ftodo
trankilo");
output_low(pin_D0);
output_low(pin_D1);
output_low(pin_D2);
output_low(pin_D3);
output_low(pin_B6);
output_low(pin_B7);
}
}
}
Vídeo explicando el código para el microcontrolador.
3.2 SIMULACIÓN DE CIRCUITO EN SOFTWARE PROTEUS.
La
simulación de un circuito enfoca un algoritmo creado con el software PCW en el
cual especifica el microcontrolador que utiliza el sistema, al igual que en el
algoritmo, se configura la frecuencia a la que trabaja el microcontrolador. Para
ingresar el algoritmo en la simulación se busca desde la configuración del
microcontrolador el archivo en formato “HEX” del algoritmo.
Una vez que se configura la frecuencia a la que trabaja el
microcontrolador se le puede integrar el cristal para que funcione como
oscilador, tiene que ser de la misma frecuencia que se configura en el
microcontrolador.
El procedimiento hasta este punto es que el
microcontrolador trabaje sin importar el código que se programe en él, es
decir. Sin importar los puertos que sean de salida y los que sean de entrada.
Una vez que el software Proteus indica que el
microcontrolador está conectado correctamente con sus tierras y sus corrientes,
se puede conectar cada uno de los componentes electrónicos a utilizar en el
sistema. En la simulación se muestra únicamente con un conjunto de LED, debido
a que los circuitos externos al microcontrolador se accionan con un solo pulso.
Lo importante en la simulación es que el microcontrolador envié adecuadamente
los pulsos en alto a los puertos
configurados en el algoritmo. Para realizar una prueba en la simulación, el
componente en el software denominado como terminal se debe de conectar
inversamente en los puertos de comunicación TTL, es decir TX con RX y RX con
TX, una vez conectada la terminal se configura con la misma velocidad que
trabaja el microcontrolador, la velocidad se define en el algoritmo por medio
de los baudios.
Cuando el
microcontrolador y la terminal trabajan a la misma velocidad, se pueden
entender, de lo contrario el microcontrolador solamente recibe símbolos
extraños de la terminal que no puede interpretar.
3.2 CONFIGURACIÓN DEL MODULO BLUETOOTH RN41
EL configuración del módulo bluetooth RN41 se realiza
mediante comandos desde una terminal, se conecta de dos formas, una es la
conexión bluetooth la otra es la conexión TTL, donde el modulo bluetooth RN41
transmite la información a través de sus puertos TX y RX.
La
transmisión de datos para configurar el modulo bluetooth, se inicia indicando
al bluetooth que comience a correr la parte de la configuración, para eso se
ingresa en la terminal tres veces el símbolo de una letra s cruzada
verticalmente por una línea (símbolo utilizado para representación de efectivo
“$”).
El modulo
bluetooth trabaja de distintas maneras como lo es en modo esclavo (slave),
maestro (master), modo disparador maestro (trigger master), auto conectar
(auto-connect), el modulo se configura para el modo esclavo, para tomar la
iniciativa de la conexión con el dispositivo móvil. Esta opción viene por
defecto.
Para mostrar
la configuración que tiene el bluetooth como: dirección, configuración UART,
seguridad, código pin, dirección remota, bits, etc. Se ingresa primero al modo
configuración ($$$), se teclea la letra D el modulo en lugar de regresar un
AOK, regresa a la terminal la configuración que tiene.
La velocidad
por defecto del bluetooth está configurada en 115200 baudios, para cambiar la
velocidad de transmisión, se ingresa al modo de configuración ($$$) después y
en la terminal se muestra CMD que indica que el modulo bluetooth está en modo
configuración, cuando se ingresa un comando correcto el modulo bluetooth
muestra en la terminal “AOK”, si el comando ingresado es erróneo se muestra en
la terminal “ERR”, algunas de las configuraciones necesitan que el bluetooth
reinicie.
Se indica un
nombre al módulo para identificarlo con el dispositivo móvil, una vez dentro
del modo configuración se teclea “SN,SeguridadMovil”, SN indica al módulo que
se le cambiara el nombre, se separa con una coma, lo siguiente es el nombre del
dispositivo, en la terminal aparece “AOK” lo que indica que el modulo acepto el
comando ingresado.
La velocidad en el módulo bluetooth se configura
para trabajar a la misma velocidad configurada en el algoritmo para el microcontrolador
(9600 baudios), con el comando SU se cambia la velocidad los rangos aceptados
por el modulo bluetooth son: {1200, 2400, 4800, 9600, 19.2, 28.8, 38.4, 57.6,
115K, 230K, 460K, 921K}, el comando para configurar el modulo
bluetooth a 9600 baudios es “SU,9600” en la terminal aparece “AOK” lo que
indica que la velocidad fue cambiada correctamente.
3.3 PRUEBA DE SINCRONIZACION SMARTPHONE CON MODULO
BLUETOOTH.
3.2.1 APLICACIÓN BÁSICA EN APP INVENTOR.
La herramienta en línea App inventor, permite una interfaz
gráfica tanto del desarrollo estético de la aplicación, como el algoritmo que
esta interpretará. Para comenzar el
desarrollo, es necesaria una cuenta GMAIL, en ella se guardan los datos
obtenidos por el usuario, al momento que un botón es modificado la herramienta
App inventor guarda automáticamente el cambio que se realizó. El primer paso
para el desarrollo de la aplicación del sistema seguridad móvil, es probar el
funcionamiento del dispositivo Android en conjunto con el modulo bluetooth
RN-41, la aplicación de prueba tiene dos botones, el primer botón llamado
“conectar” se encarga de la sincronización entre el modulo bluetooth y el
dispositivo con el sistema operativo Android, el segundo botón envía un conjunto
de caracteres al módulo bluetooth después de hacer la sincronización con este.
Para una sincronización entre dos dispositivos
bluetooth debe de existir un cliente (maestro) y un servidor (esclavo), el
servidor es el dispositivo bluetooth que espera la conexión, se encarga
únicamente de difundir su nombre, el cliente es el dispositivo que establece la
sincronización. La aplicación se conecta al módulo bluetooth RN41, el modulo trabaja
como esclavo (servidor) y el dispositivo con sistema operativo Android como
maestro (esclavo).
La herramienta App inventor cuenta con una interfaz gráfica
para desarrollar el algoritmo, las sentencias que se ven comúnmente en
programación, se muestran en bloques, los cuales actúan como un rompecabezas y
se arma el código de la aplicación literalmente.
El
botón de conectar se dedica a la sincronización bluetooth entre los dispositivos,
la aplicación para Android reconoce el modulo mediante su dirección MAC. Cuando
la aplicación detecta el modulo bluetooth se habilitan los botones.
Si logra hacer la conexión con el modulo bluetooth entonces
se habilita el botón de enviar. En el botón enviar, se indica la forma de cómo
se transmiten los caracteres, se ingresa un bloque de texto y dentro de él se
coloca el texto, carácter, variable, etc. Dependiendo de lo que se desee
transmitir.
Cuando el usuario presione el botón enviar, el dispositivo
envía las palabras “Prueba sistema de automatización”. Una vez terminado el
algoritmo, se compila y descarga en la computadora o directo en el dispositivo
son sistema operativo Android. App inventor cuenta con un compilador que
proporciona la opción de mandar la aplicación a un dispositivo móvil conectado
dentro de la misma red LAN, o simplemente descargar la aplicación en la
computadora donde se esté trabajando.
3.3 DESARROLLO DE APLICACIÓN EN APP INVENTOR.
El
desarrollo de la aplicación para el dispositivo móvil con sistema operativo
Android, se basa en el funcionamiento del algoritmo programado en el
microcontrolador tomando en cuenta los caracteres a utilizar para controlar las
etapas del vehículo.
Los caracteres indican cada acción que el microcontrolador
realiza dentro del vehículo, en la aplicación para el dispositivo móvil se toma
cada variable y se asigna a un botón cada una de ellas.
El
diseño de apertura de puertas consta de 4 caracteres uno para cada puerta del
automóvil, la interfaz muestra una vehículo visto desde arriba, se parte en
cuatro imágenes que indican el lado de cada puerta, así se asignan los
caracteres en la puerta indicada y se torna un ambiente grafico para el usuario.
Las imágenes se agregan a cada botón, se borra el texto de
los botones, se organizan de forma que el automóvil se complete al colocar los
botones juntos, se agrega un botón para la conexión entre el modulo bluetooth
RN41 y el Smartphone con sistema
operativo Android.
Para agregar los
caracteres faltantes se agregan otros botones y se lleva el mismo procedimiento
para: el encendido/apagado de motor, encendido/apagado de las luces delanteras,
apertura/cerradura de ventanas eléctricas, para ahorrar botones se maneja en el
encendido y apagado del motor un solo botón, al igual que para el encendido y
apagado de las luces externas delanteras, solamente se maneja un botón, esto
con la finalidad de que el usuario no se encuentre con una aplicación
complicada.
La
herramienta App inventor permite el diseño gráfico de la interfaz y acomoda
cada botón de forma desglosada en la parte derecha de la pantalla. El siguiente
paso es construir el algoritmo a base de bloques código.
Los bloques
en App inventor son líneas de comando separadas y organizadas para su
interacción con otras líneas de comando, es decir cada bloque puede contar con
entradas y salidas en uniones, permite la visualización de donde puede ponerse
un comando.
Al iniciar
la aplicación se bloquean los botones y se habilita únicamente el botón de
conexión, para ello los botones se colocan en estado falso al iniciar la
pantalla.
El botón conectar, se configura para habilitar
los botones pero solamente cuando se realizó la conexión con el modulo
bluetooth RN41, dentro del botón se ingresa un IF-THEN para indicar que hasta
que se realice una acción ya puede realizar lo siguiente, dentro de la parte
del IF se indica al dispositivo móvil que actué como cliente en un enlace bluetooth y que se conecte
a una dirección MAC específica (00:11:22:33:44:55), dentro del espacio THEN se
regresa un texto convertido a voz donde indica que la conexión fue exitosa, al
igual que se habilitan los botones de operación en la aplicación.
Los cuatro botones para las puertas actúan con un click
corto, al presionar el botón “conectar” en el dispositivo móvil indica que
actué como cliente en un enlace bluetooth, envía un texto con una variable y
regresa un mensaje indicando que la variable fue enviada.
El botón para el encendido trabaja con dos variables, una
variable que enciende el vehículo (e) y otra variable que lo apaga (f), en un
dispositivo móvil con android permite la interacción con los botones de manera
que puede dar un click y un click largo, para evitar accidentes, el encendido
del motor se programa en el click largo, de modo que si el usuario por
accidente presiona el botón encender, se envía la variable “f” que apaga el
motor y no realiza ninguna acción en el carro, para encender el vehículo al
dejar presionado el botón hace creer al usuario que está dando marcha como si
encendiera el vehículo con la llave.
El encendido de las luces externas maneja dos
variables, una variable para encender las luces (s) y otra variable para
apagarlas (t), trabajan con un solo botón, él envía las dos variables al microcontrolador, un click largo para encender las luces y un
click para apagarlas, en click largo es para prevenir algún descuido del
usuario y si por alguna razón presiona el botón, se envié la variable de apagar
al microcontrolador pero no se realice ninguna acción en el vehículo.
El control de los vidrios eléctricos trabaja con dos botones
cada botón envía una variable diferente al microcontrolador, para subir los
vidrios se envía la variable “n” y para bajar los vidrios la variable “m”,
cuando se acciona el botón, envía la variable y regresa un mensaje de
confirmación para indicar al usuario la acción que se está realizando, se
activan con un click largo en el botón, se desarrolla así para evitar
accidentes por el usuario.
Vídeo explicando el desarrollo de una aplicación en APP INVENTOR.
3.4 DESARROLLO DE TARJETA PARA CIRCUITO
ELECTRONICO.
El circuito
electrónico consta de dispositivos electrónicos que están siempre en
funcionamiento como lo es el microcontrolador y el modulo bluetooth, por los
cuales continuamente está pasando corriente sobre ellos. a su vez cuenta de
dispositivos que actúan solamente al momento de encender el sistema, por
consecuencia el sistema debe de contar con una batería de alta duración para
alimentar el sistema sin descontinuar la alimentación por ningún segundo, para
solucionar este problema se implementa un regulador de tensión positiva 7805
sobre la batería del automóvil, para que el voltaje que maneja el vehículo de
12 ó 13 volts lo reduzca a 5 volts continuos, así el circuito trabaja
continuamente con una batería que se recarga al momento de encender el
vehículo. Para evitar daños en el circuito se elaboran circuitos por separado,
el primero únicamente para el regulador de tensión, después el circuito del
microcontrolador 18F4550 en conjunto con el modulo bluetooth, después el
circuito de la etapa de potencia, la razón por la cual se separan los
circuitos, es que el vehículo maneja un voltaje alto para el microcontrolador y
en la etapa de potencia se manejan los dos voltajes el que esta antes del
regulador de tensión y el de salida de este, entonces para no combinar los dos
voltajes en una tabla se tomó la decisión de separar las placas y realizar el
sistema eléctrico por etapas.
La
primera parte consta de una placa muy pequeña debido a que solamente estará el
regulador de tensión positiva 7805, la salida de este, se conecta a la
alimentación del microcontrolador.
La segunda parte consta del circuito para el
microcontrolador 18F4550, el cual trabaja con un voltaje de 5 volts, para que
el microcontrolador funcione, se debe de poner un oscilador para la frecuencia
a la que va a trabajar, esto se maneja con un cristal. Para que el modulo
bluetooth y el microcontrolador se entiendan lo único que se hace, es que se
configuran tanto el microcontrolador como el modulo bluetooth con la misma
velocidad (baudios), el microcontrolador y el bluetooth tienen terminales
dedicadas a la comunicación TTL, para ello solamente se conectan inversamente
para que el puerto que transmite llegue al puerto que recibe del otro eh
inversamente.
3.4.1 ETAPA DE POTENCIA CON RELEVADOR.
La etapa de
potencia es un arreglo a un relevador para que este trabaje a un voltaje
determinado utilizado comúnmente en las salidas de los microcontroladores para
evitar el daño de los circuitos integrados, al momento de ingresar un
transistor al circuito este nos da la capacidad de un interruptor en el
relevador para poder controlarlo a distancia, la resistencia depende de la
variación del voltaje de entrada con el que se va a trabajar así como el voltaje
del relevador, el diodo integrado al positivo del relevador es solo para que no
regrese la corriente y así esta corra en un solo sentido y trabaje
correctamente el circuito electrónico.
Para el
desarrollo del circuito de la etapa de potencia se optó por el software para el
diseño de circuitos electrónicos PCB y Livewire. Debido a que es el mismo
circuito y se repite varias veces, solamente repetirlo y unir los polos
positivos y los negativos en paralelo de todos los circuitos, el resultado del
diseño de la etapa de potencia es un circuito bastante robusto, el cual cuenta
con un puerto para 5 volts que es con lo que trabajan los relevadores y también
cuenta con puertos para las salidas de cada relevador y ahí maneja los 12 volts
del vehículo.
CAPITULO IV PRODUCTOS Y RESULTADOS.
4.1 CIRCUITO DE MICROCONTROLADOR 18F4550 CON MODULO
BLUETOOTH.
El circuito consta de: modulo bluetooth RN41,
microcontrolador 18F4550 2 capacitores de 22 microfaradios, una resistencia de
10k ohms, un cristal de 4Mhz, 4 bornes de 3 entradas, 3 bornes de 2 entradas. Los
actuadores, las luces, vidrios eléctricos y el encendido del motor abarcan 10
espacios en los bornes, la placa tiene 6 bornes libres para expandir el diseño
como apertura de cajuela, luces traseras, etc.
4.2 CIRCUITOS PARA ETAPA DE POTENCIA.
La etapa de potencia consta de una resistencia de 10K ohms,
un relevador de 5volts, un diodo 4007, un transistor metálico 2n2222, cuando
llega un pulso positivo de 5 volts a la etapa de potencia la bobina interna del
relevador genera un campo magnético, y los contactos internos cambian de
posición, el polo normalmente abierto se convierte a normalmente cerrado y el
normalmente cerrado pasa a normalmente abierto, al terminar el pulso, el
relevador vuelve a su estado original.
4.3 APLICACIÓN PARA DISPOSITIVO CON ANDROID.
La aplicación consta de 10 botones: conectar, puerta1,
puerta2, puerta3, puerta4, encender/apagar motor del automóvil, encender/apagar
las luces delanteras externas, bajar vidrios eléctricos, subir vidrios
eléctricos y salir. La aplicación trabaja con cualquier versión de Android
desde la 2.2 (Froyo) hasta la actual 4.2.1 (Jelly Bean).
4.4 AUTOMOVIL MODIFICADO PARA SISTEMA DE SEGURIDAD
MOVIL.
La apertura de puertas del vehículo no es manual, se
eliminaron las manijas de fábrica y se parcho el orificio, para la apertura de
puertas el automóvil funciona con el control de alarma original, con el sistema
de seguridad móvil y cuenta con un botón escondido en el chasis de emergencia.
4.5 FUNCIONAMIENTO DE SISTEMA SEGURIDAD MOVIL.
El
sistema de seguridad móvil se conecta directamente a los actuadores del
vehículo, con esto las variables que se envíen desde el dispositivo móvil, se
interpretan como acciones en el vehículo, tales como apertura de puertas,
encendido/apagado del motor, encendido/apagado de luces delanteras así como la
apertura/cerradura de vidrios eléctricos.
El sistema trabaja con 5 volts de corriente continua, al
igual que con 12 volts para las salidas en la etapa de potencia. Cuando el
dispositivo móvil hace el enlace exitoso con el modulo bluetooth, se habilitan
los botones para controlar las acciones del vehículo, al momento de mantener
presionado el botón de encender el vehículo el microcontrolador procesa la
variable que le llego y la interpreta en el algoritmo, realiza la acción
dependiendo de la variable recibida y después vuelve al estado de reposo,
esperando que recibir otra variable.
Vídeo explicando el sistema SEGURIDAD MÓVIL.
Vídeo explicando el sistema SEGURIDAD MÓVIL por reconocimiento de voz.
CONCLUSIÓN.
El sistema
trabaja exitosamente, cumple con el objetivo de precalentar el motor del
vehículo para un mejor flujo del aceite, el control de puertas, ventanas y
luces delanteras mediante un dispositivo móvil con sistema operativo Android.
Las
desventajas del sistema son: El proceso en la aplicación para el enlace
bluetooth resulta ser lento, el bluetooth siempre está esperando que el usuario
intente realizar la sincronización entre dispositivos, por lo tanto siempre
está difundiendo su nombre. El alcance de la comunicación bluetooth no es más
grande al de una alarma manipulada por un control RF, ocupa bastante espacio en
el automóvil debido a que en la etapa de potencia existe un relevador para cada
acción del vehículo.
Las
ventajas: se pueden expandir las acciones a realizar, la tecnología bluetooth
es compatible en la actualidad con todos los dispositivos móviles, es
compatible con todos los vehículos.