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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
•DISEÑO.DE UN SISTEMA DE TELECONTROL DE SEMAFORIZACION'
Tesis previa a la obtención del título de
INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
PACO GILBERTO ORTIZ VILLACIS
QUITO, 1994
CERTIFICACIÓN
Certiíico que el presente trabajo
ha sido realizado en su totalidad
por el señor PACO ORTIZ V1LLACIS
Ing. Mario Cevallos V.
Director de Tesis
AGRADECIMIENTO
í
A la Escuela Politécnica Nacional.
Al Ing. Edgar Delgado.
A los señores Jesús Gómez y Victor Torres de la Dirección
Naci onal de Tránsito.
Al Ing. Mario Ceva líos, mi gratitud y respeto.
DEDICATORIA
A mis padres y hermanos
DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELECONTROL DE SEMAFORIZACION
m
INTRODUCCIÓN
La fluidez vehicular es un factor importante para la buena
marcha de las actividades diarias del ciudadano. Desde hace
algunos años, sin embargo, se ha notado un deterioro constante
del flujo vehicular, sobre todo a ciertas horas del dia en
determinados sectores. A esta situación se ha llegado en parte
porque el incremento de automotores no es compensado con la
construcción de vias nuevas de descongestión, esto a su vez se
debe principalmente a la ubicación geográfica de la ciudad y
.al carácter histórico de su centro. Intercámbiadores muy
costosos se han construido, pero presentan una solución
solamente parcial al problema.
Ya que no hay libertad para ampliar o construir vías, es
razonable que se aproveche al máximo la capacidad vial
existente. A este objetivo se puede 1 legar a través de una
mejor tecnificación de las tareas de semaforización y el
control electrónico del tránsito.
En el presente trabajo, se aborda el problema que
representa el tráfico vehi cu 1ar en la ciudad de Quito, para lo
cua1 se aprovechan estudios existentes ya que corresponden a
un campo especializado. Se presenta una solución técnica
fundamentada en nuevo tipo de controlador de semáforo, al cual
se provee de un medio de comunicación e interconexión. Se
des ar rollan los equipos (hardware y software,) necesarios para
la realización de pruebas sobre el sistema diseñado y se
simulan condiciones' externas que no son imp1 ementadas tales
como la información proveniente de detector de autos.
Un resumen de los resultados obtenidos en estas pruebas
pone de manifiesto las capacidades y limitaciones del sistema
desarrollado. Para terminar, el resultado de costos y precios%
de este sistema y los beneficios que traeria al mejorar el
control vehicular, son presentados brevemente en el capitulo
final .
^ CONTENIDO
Capítulo I
Introducción al tráíico vehicular
Introducci ón 1
1.1 Características generales 2
1 . 2 Características y datos del tráfico vehicular en la
ciudad de Quito 12
1.3 Descripción del estado actual de control de tráfico
en Quito 24
1.4 Proyección del estado de trá-fico vehicular en la ciudad
de Quito y descripción de alternativas de control 29
Conc1us i ón 38
Notas 38
Capítulo I I
El Controlador Electrónico de Semáforo
Introducci ón 40
2.1 Principio de -funcionamiento 41
2.2 Descripción del controlador electrónico de semáforo 50
2.3 Comunicación con el controlador 53
2.4 Sincronismo intersemaforo 56
Conclusi ón 62
Notas 62
Capitulo I I I
El Sistema de Telecontrol
Introducción 63
3.1 Características del telecontrol adecuado 64
3.1.1 Características generales para toda la ciudad 68
3.1.2 Características del telecontrol por zonas 69
3.1.3 Carácter!st i cas del telecontrol por vías 70
3.2 Implementacióndel te l'econtro 1 73
3.2.1 Método de envío-recepción de telecomandos 73
3.2.2 Telerespuesta 77
3.3 Centro de control 78
3.3.1 Funciones 79
3.3.2 Organización y ubicación 81
3.3.3 Confiabilidad y disponibilidad 82
Conc1us i ón 83
Notas 83
.Capitulo IV
Experimentad ón
Introducción 84
4.1 Diseño de un modelo experimental basado en el estudio
previo 85
4.1.1 Unidad de comunicación 86
4.1.2 Un idad receptora-actuadora89
4.1.3 Programa del computador 94
4.2 1mp1ementación y construcción del prototipo 95
4.2.1 Diseño del hardware 95
4.2.1.1 Diseño del software utilizado en la unidad de
comunicación 122 .
4.2.2 Diseño del programa del computador 140
4.3 Pruebas y resultados 150
ConclusiónlBl
Notas 161
Capítulo V
Costos y Bene-ficlos
Introducción 162
5.1 Del prototipo 163i
5.2 Del sistema propuesto 169
5.2.1 Costos de otros sistemas 170
5.2.2 Beneficios 173
Conclus ion 175
Notas 176
CONCLUSIONES
Conclusiones 177
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía 180
ANEXOS
vi*
ÍNDICE DE SIGLAS UTILIZADAS
AGC: Automatic Gai n Control (Control Automático de
Ganancia)
ALE: Address Latch Enable (Habilitación del retenedor de
d irecci ón)
CI: Circuito Integrado
CMOS: Complementary Meta 1 Oxide Semiconductor (Metal óxido
semiconductor complementadoí
CPU; Centra 1 Procesing Unit (Unidad central de
procesamiento)
CTS: C1ear To Send (Respuesta a envió)
DC: Direct Current (Corriente directa)
DNT: Diréce ion Nacional de Tránsito
DSR: Data Set Ready (Conjunto de datos listo)
DTMF: Dua 1 To.ne Mu Iti Frequency (Tono doble
mu 1tifrecuencia1 )
DTR: Data Terminal Ready (Terminal de datos listo)
EPROM: Erasable Programraable Read On1 y Memory (Memoria de
solo lectura programable borrabíe)
ETD: Equipo Terminal de Datos
LSI: Large Sea 1 e íntegration (Larga escala de integración)
PHR: Photo Resistor (Fotorresistencia)
PLC: Programmable Logic Controller (Controlador lógico
pro'gramab 1 e )
PSEN: Program Storage Enable (Habilitación de almacenaje de
programa)
RTS: Request To1 Send (Requerimiento de envió)
T*n-: Transistor Trans istor Logic (Lógica transistor
trans istor)
UART: Un i versal Asynchronous Recei ver Transmi tter
(Transmisor receptor asincrono universal)
UC: Unidadde Común i caei ón
URA: Unidad Receptora Actuadora
UV: Ultra Violeta
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN AL TRAFICO VEHICULAR
INTRODUCCIÓN
La ciudad es en la actual i dad el habitat preferido del
hombre; a l l í es donde desenvuelve su actividad en general.
La civilización, representada por la gran ciudad, ha
significado muchos avances y mejoras en la calidad de vida,
pero también nuevos problemas y necesidades.
Entre los principales inconvenientes están la
contaminación, ruido y peligros de accidente que se derivan
del gran número de automotores diariamenta presentes en
calles y avenidas.
Frente a estas circunstancias, el objetivo del control
de tráfico es contribuir significativamenté para que la
ciudad sea un sitio agradable y seguro para vivir. Un flujo
de autos, suave y continuo no solo representa ahorro de
tiempo y de combustible sino también una disminución
efectiva del nivel de ruido y contaminación de la.ciudad,
asi como relajamiento en el humor de las personas.
En este capitulo se hace una breve introducción a los
conceptos de control de tráfico, asi como también se realiza*
una ligera descripción de la situación actual
correspondiente a la ciudad de Quito, respecto a estos
temas.
1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES
Los movimientos vehiculares y peatonales dentro de la
ciudad, definen un conjunto de necesidades básicas entre las
que se destacan la seguridad, y la -fluidez. Sobretodo
cuando el número de vehículos es elevado y en las vías ee
alcanzan velocidades considerables, es fundamental el
.establecimientos y respeto a normas de circulación.
Las mencionadas normas son establecidas con criterios
eminentemente técnicos provenientes de un estudio de
ingeniería. El ingeniero de tránsito es un especialista
cuyo objeto de estudio lo constituyen los diversos fenómenos
de tráfico vehicular y peatonal que ocurren a lo largo y a
lo ancho de cualquier vía pública de circulación. Entre los
fenómenos mencionados podemos señalar los accidentes que se
suscitan, las velocidades dentro de las vías, los
embotellamientos y sus causas, el efecto de las señales de
tránsito, el control de tráfico, etc.
Sin tratar de ingresar a un terreno que no corresponde
a este trabajo, es necesario que empecemos definiendo
algunos conceptos de ingeniería y control de tránsito. En
primer lugar debemos concretarnos en una definición formal%
de semáforo.
El semáforo es un dispositivo que sirve para proteger y
regular los flujos de tránsito C 1 >. Consiste de un conjunto
de tres luces: verde, amarillo (ámbar) y rojo. En algunas
ocasiones se tiene luz extra con flecha para operaciones de
viraje. El significado de las luces es lega] y está
universal izado:
Verde: el tránsito vehicular puede cruzar !a
intersección, recto o efectuar viraje (si
esto último no está prohibido por una señal
fija).
Am a r i l l o : atención finaliza luz verde e inicia luz
roja.
Rojo: todo tránsito vehicular debe detenerse.
Luz amarilla intermitente significa cruce tomando la
debida precaución, siendo la norma internacional que el
vehiculo que se aproxima por la derecha, tiene derecho de
via (1J
Semáforos para peatones son señales de CRUCE y NO CRUCE
dirigidas para peatones que cruzan la calzada dentro de la
zona peatonal o paso cebra. La seña) NO CRUCE intermitente
significa que un peatón que entró a la via dentro de CRUCE,
alcanzará a pasar por lo menos hasta una isleta d~e
seguridad, pero que un peatón que mire ya la intermitencia,
debe postergar cruzar la via.
Aqui cabe establecer la diferencia entre semáforo y
controlador de semáforo. Como ya hemos visto, el semáforo
es el arregló y uso normalizado de las luces verde, amarilla
y roja c s * ; siendo el controlador de . semáforo, el
dispositivo electromecánico o electrónico que dirige la
operación y ciclo 'de las mencionadas luc~s. Desde este
punto de vista, un semáforo no es electrónico, sino su
controlador. Temas referentes a requisitos para
instalación, localización, área de control y número de
secciones o cuerpos del semáforo, no son objeto de este
trabajo ya que corresponden a un estudio de ingeniería de
tránsito. El gráfico 1.1 ilustra las partes de un semáforo.
PANTALLA
ESFERA
VICERA
REJILLA O LOUVER
(INTERNO A LA ESFERA)SECCIÓN O CUERPO
Gráfico 1.1: partes de un semáforo
4
A continuación se realiza una de-finición de los
términos asociados con los semá-foros y con el control de
tráfico que éstos efectúan < ~ > . Entre estos tenemos tiempo
de ciclo, fase, secuencia, periodo rojo-rojo,
sincronización, etc.
Tiempo de ciclo: se denomina asi al tiempo total requerido
para completar la secuencia de las luces que permiten los
movimientos en la intersección. Tiempos de ciclo tipicos
son 60, 90 y 120 segundos. Los gráficos 1.2 y 1.4 ilustran
los tiempos de un semáforo.
LUZ
LUZ AMARILLA
-ti"
LUZ ROJA
Gráfico 1.2: Tiempo de luces
Donde: tv: tiempo de luz verde
ta: tiempo de luz amar i l l a
^ tr: tiempo de luz roja
Fase: es la parte del ciclo asignada a movimientos
concurrentes del tráfico. Es decir, las fases representan
el reparto del ciclo.
La fase es el método de separación en tiempo de los
diferentes movimientos de tráfico, esto se ilustra en el
siguiente diagrama:
FASE 1
FftSEI 2
Gráfico 1.3
Fases de 1 semáforo
FR5E
Fn
LR
LR
ÍC
tr-r* = X -s.
t -am-ar i lio > 3
'1
Gráfico 1.4
Cronometrajes de un semáforo de 2. fases'
Secuencia: se refiere al orden en que cambian las luces;
para la ciudad de Quito es rojo, verde, amarillo.
Periodo rojo—rojo: (tr—rl según la norma internacional, la
luz roja debe ser mostrada a ambas fases durante un segundo,
antes de asignar el verde correspondiente. Dicho lapso se
lo conoce como periodo rojo—rojo.
Periodo interverdei (tiv) es el tiempo transcurrido entre
que una fase apaga su luz verde y el comienzo de luz verde
de la otra fase. Sirve para permitir' que los vehículos
despejen la intersección antes de que -de comienzo el
siguiente movimiento o fase.
Flujo: mide el tránsito en una via, general mente se expresa
en número de vehiculos por unidad de tiempo.
Estas definiciones las usa el ingeniero de tránsito
para calcular la capacidad de flujo, el total de tiempo
perdido, el reparto adecuado del ciclo entre las fases, los
tiempos óptimos; todo lo cual resulta en el cálculo del
cronometraje del semáforo que colocará en la intersección
objeto de su estudio.
Sincronización de semáforos:
"El objetivo general de sincronizar, es proveer un
movimiento suave de tráfico a lo largo de una
í ruta principal y eludir la necesidad de pararse
en las intersecciones para esos vehículos". < = >
El número de intersecciones sincronizadas es
generalmente de 6, con una distancia entre ellas de
alrededor de 200 ó 300 metros. Con una sincronización se
consigue por tanto, pasar la máxima cantidad de tráfico en
la ruta principal, con un mínimo de demoras y proveyendo
simultáneamente movimientos en las vías secundarias.
Existen distintos 'tipos de sincronización: simultánea,
alternada y flexible progresiva u "ola verde".
SimuItánea: todos los semáforos de la via principal cambian
luces al mismo tiempo y con idénticas crononietraci ones .
^ Se torna peligroso si alguien trata de ganar luz verde
del siguiente semáforo, pero es útil para servir el paso de
vehiculos a velocidad lenta.
A 1 temada: los semáforos de la vía principal muestran luces
•contrarias alternadamente.
Se le usa .para fijar la velocidad de los vehículos
hasta una "velocidad diseñada", excedida la cual los
conductores serán parados en cada intersección. Se aplica
en ciudades con geometría regular.
Flexible Progresiva u Ola Verde:
"El tiempo de ciclo para cada intersección puede
ser o no distinto, pero los tiempos de luz verde
son escalonados en relación el uno con el otro,
de acuerdo a la velocidad deseada o diseñada para
la vía principa 1" < = *
Se ap1ica en ciudades de geometría irregular como es el
caso de la ciudad de Qui to. Un diagrama tiempo-distancia
ilustra es tipo de sincronización:
di d2 d3 d4
Gráfico 1.5
Si nerón izaci ón progres iva
10
Los cronometrajes de cada intersección conformante de
una vía con sincronización progresiva, pueden ser alterados
dependiendo por ejemplo de la hora del día, pero manteniendo
la sincronización. Estos cálculos son realizados por%
ingeniería de tránsito, ayudados por software especia I izado
como el programa TRANSYT, SSTOP y otros.
Horas pico: bastaría con observar el tráfico a distintas
horas para advertir una de las características del tráfico
vehicular en cuanto a comportamiento, consistente en que el
flujo de vehículos no es ni remotamente constante. Mediante
conteos de vehículos —manuales o automáticos- se pueden
obtener gráficos de flujo en función de las horas del día,
determinándose así que existe una hora en que la
circulación, medida en vehículos por hora, es mayor que las
demás; a esta se la denomina hora pico de tránsito. Se
establece por fací lidad que existe una hora pico de la
mañana y una hora pico de la tarde. Ejemplos de este
parámetro de ingeniería los veremos posteriormente a. 1 tratar
con datos de circulación.
Tiempo de via.je: Es el tiempo que le torna a un conductor el
trasladarse desde un punto a otro de la ciudad. Dependerá
de la hora del día y siempre se habla de promedios.
Tiempo de espera: es el tiempo total que el conductor ha
permanecido detenido por diversas circunstancias (entre las
que se incluye espera ante semáforos) durante su
desplazamiento. Forma parte del tiempo de viaje.
11
Existen algunos otros términos relacionados con el
tráfico que serán usados a lo largo de este trabajo pero que
S*no * es necesario describirlos ya que son parte de la
experiencia diaria de cualquier ciudadano. Por ejemplo:
contaminación, ruido, embotellamientos, etc.
1.2 CARACTERÍSTICAS Y DATOS DEL TRAFICO VEHICULAR EN LA
CIUDAD DE QUITO
Características
Dos factores que influyen considerablemente en el
tráfico vehicular de Quito son el carácter histórico de
muchos edificios en el centro • de la ciudad y las
características geográficas y topológicas del área donde la
ciudad se ha asentado y el la cual se expande c='.
En el primer caso, el significado histórico de varias
edificaciones impide la construcción de vías de
descongestión para el tráfico que atraviesa por el centro de
la ciudad, creándose en esta zona altos niveles de
congestionamiento. En el segundo caso, la imposibilidad de
ensanchamiento de la ciudad en dirección Este-Oeste, hace
que ésta se extienda en dirección Sur—Ñorte, sin dejar
espacio lateral para construcción de mas vías.
Estas dificultades han tratado de ser superadas, es por
esto que hasta inicios de 1 993 se han construido 6 nuevos
12
intercambiadores de tránsito en sitios estratégicos, con la
esperanza de descongestionar las vías; esto ha sido•f
conseguido solo parcialmente pues en algunos casos ha
resultado que el sitio de congestionamiento se ha desplazado
unas cuadras mas a l l á , haciendo necesarios nuevos
intercambiadores.
Una solución complementaria deberia ser pues el
aprovechamiento racional de la capacidad de circulación que
ofrecen nuestras calles mediante un sistema efectivo de
control de tránsito mismo que al momen.to padece serias
deficiencias tal como se detaliará mas adelante al tratar
sobre el estado de control de tráfico en la ciudad de Quito.
Producto del creciente —en volumen y en necesidades-
flujo vehicular, se ha hecho notorio el elevado Índice de
contaminación y de ruido que afecta a la ciudad,
constituyéndose estos en factores que deterioran las
condiciones de vida de los habitantes citadinos. A esto se
suma el peligro de accidente que a diario se presenta en
parte ayudado de la falta de normas y pasos para uso
exclusivo de peatones. Como se puede constatar, ningún
intercambiador incluye un paso peatonal, a pesar de que en
el los la velocidad de los autos es alta.
Acci dentes
A este ritmo de los acontecimientos, Quito puede dejar
en corto tiempo de ser un sitio agrabab le para v i v i r , esto
lo confirma la siguiente estadística de accidentes que de
13
paso resalta la importancia que tiene mejorar el control de
tráns i to.
Año
1990
1991
1992
Número de accidentes en
zona urbana
6337
6413
6490
Número de víctimas
f ata 1 es
176
134
133
Cuadro 1.1
Accidentes de tránsito en Quito
En el anexo A consta una estadistica mas detallada
sobre los accidentes, sus causas y las intersecciones en que
se han producido. Se puede notar en dichas estadísticas que
en la ciudad de Qui to, el accidente mas común es el choque
entre vehículos, un 58% del total de 1992; el atropello a
peatones es un 11%. Las causas mas comunes son la impericia
o imprudencia un 31.5% del total de 1992, conducir en estado
de embriaguez es un 17%, imprudencia del peatón es un 4%
(ver anexos ) .
Así mismo, las estadísticas revelan que las vías mas
peligrosas en cuanto a regularidad y consecuencia de los
accidentes son principalmente las entradas y salidas de
Q.UÍ to , Panamericana, Interoceánica, vía a l o s - C h i l l o s , etc.
14
En cuanto a la zona urbana, son de gran cuidado las
avenidas 10 de Agosto, América, De la Prensa, Maldonado,
Pichincha, Amazonas, 6 de Diciembre y la Occidental. Sin
lugar a dudas esto es debido al gran flujo de vehículos que
di ariamente circula en estas calles y a las velocidades que
en ellas se alcanzan.
El siguiente cuadro es un ejemplo de las estadisticas de
accidentes en Quito en 1990.
Sector
Pan ame r i cana Norte
Via a San Antonio
10 de Agosto y Tuf iño
Sector la Y
Sector El Bosque
NN . UU y Amazonas
10 de Agosto y Mañosea
10 de Agosto y Colón
I n teroceáni ca
10 de Agosto y V e i n t i m i l l a
Autopista a los Chillos
Sector 1 a Mari n
Sector rio Mac han gara
# , acci den tes
140
64
36
46
22
30
21
28
133
32
114
48
23
ir vi ct i mas
23
5
3-
2
3
-
9
-
1
-
' 15
1
24
15
Panamer i cana Sur 180 32
Cuadro 1.2: accidentes en Quito
Fuente: Dirección Nacional de Tránsito (DNT)
Datos de Tráfico en Quito
El siguiente cuadro c3' reseña el Índice de crecimiento
del parque automotor nacional para los años 1963 a 1978:
ANÜ
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1978
LIVIANOS
Total
22448
26389
34103
41851
58177
73783
108294
173909
Tasa/1000 h
4. 66
5.09
6. 16
7. 11
9.30
11 . 12
15.42
22.83
TOTAL DE VEHÍCULOS
Total
31481
37896
47279
55828
76467
90885
128480
202511
Tasa/1000 h
7 .22
7 .32
8.53
9.48
11 . 91
13. 69
18.30
26 . 59
Cuadro .1.3: vehículos motorizados matriculados y tasa por
1000 habitantes a nivel nacional
Fuente: DNT
16
De este cuadro es posible apreciar el sorprendente
crecimiento de la cantidad de vehículos del país, lo cual se
refleja en la elevación de la tasa de veiculos por cada mil
habitantes, sobre todo a partir del año 1973.
La siguiente es una estadística que presenta el aumento
del parque automotor • de la ciudad de Quito para los años
1955 a 1980.
AÑO
1955
1960
1965
1970
1975
1980
# DE VEHÍCULOS
60OO
6406
10248
17908
39788
90178
Cuad-ro 1 .'4 : Parque automotor de la ciudad de Q.uito
Fuente: DNT
Una gráfica de estos datos demuestra el crecimiento
acelerado del parque automotor de la capital:
17
«5 70 80
Gráfico 1.6
Crecimiento del parque automotor de Quito
De este gráfico se aprecia que existe una elevada tasa
de crecimiento del parque automotor en el periodo 73—80
atribuida a un aumento de los ingresos a causa . de las
exportaciones petroleras y a un proceso de indus tr i a 1 i za.ci ón
de la economía en ciertas áreas. La siguiente estadística
contiene el número de vehiculos matriculados en la provincia
de Pichincha para los años 81 a 91:
AÑO
1981 ,
# DE VEHÍCULOS
87407
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1 QR Q
1990
1991
84982
99551
109557
101395
115093
121917
125853
128542
135299
Cuadro 1.5: Vehículos matriculados en Pichincha
Fuente: DNT
Se observa que en 10 años se ha incrementado el número
de automotores en un 55%. Hay casos en que de un año al
siguiente .el número de vehículos baja, pero es debido
probablemente a que hubieron personas que no se acercaron a
renovar sus matrículas en el periodo que les corresponde.
Un estudio realizado sobre la tasa de propietarios de
vehículos c ° para el Ecuador señala que esta es de O.035
vehículos por persona, lo cual es bastante pequeña si se le
compara con la tasa de propietarios de vehículos de EE . UU
^que -l es de 0.56 (ver anexo A) . Para la provincia de
19
Pichincha dicha tasa es de 0.073 y para la provincia del
Guayas de O.O 43 6. El nivel estimado para el año 2015 es
entre O.19 y O.25 para la provincia de Pichincha < > .
Datos de Flujo de Tráfico
La siguiente es 'una curva del flujo vehicular que se
presenta a lo largo del dia en1 una vía quiteña de demanda
t i pica:
HOItA: O 1¿
Gráficos 1.7: curvas 'de flujo de tráfico
Fuente: DNT
20
HOJtA: t LO 11 U U 18 10 21 14
De los gráficos anteriores pueden sacarse varias
conclusiones, entre ellas: Una vez que las vi as han sido
ocupadas, mantienen un n i v e l de flujo elevado durante toda
la jornada. Se manifiestan ciertas horas en que la demanda
es mayor (horas pico). Se nota además, que debido a las
carácter isticas de la ciudad, el flujo vehicular no es el
mismo de norte a sur que de sur a norte, a pesar de tratarse
de la misma ubicación.
Dichas curvas varían de acuerdo a la intersección que
se trate, pero este ejemplo es suficiente para pensar que un
semáforo colocado en dicho lugar, debería:
a) Estar apagado de OhOO hasta aproximadamente las
5h30, en vista del pequeño flujo que se hace
21
presente. Se ahorrarla energía,
b) Operación normal del semáforo con ciertos
cronometrajes, a partir de las 5h30 en que los autos
empiezan a circular.
c) Cambio de los cronometrajes para atender los picos
de la demanda. Estos cambios podrian incluir
alargamiento del ciclo con mayor tiempo de luz verde
a 1 a -fase principa 1, pero manteniendo el sicronismo
sus semáforos adyacentes. Los periodos serian de
8hOO a lOhOO; de Ilh30 a 13hOO; de 15h30 a !7hOO y
de 18hOO a 19h30 tras lo cual volvería al
cronometraje de la mañana.
dj A m a r i l l o intermitente a partir de las 22h30 hasta
1 as 24hOO aproximadamente. Se evitarían paradas
innecesarias pues en las vías secundarias casi no va
a existir demanda.
El siguiente cuadro informa a cerca del número de
vehículos por hora que se tiene durante las horas pico ("*J ,
en distintos sectores de la ciudad.
SECTOR
10 de Agosto y Mañosea
%
10 de Agosto y Ma de Jesús
Mañana
2206
1379
1541
1479
Tarde
2250
1518
1494
1569
Di recci ón
S-N
N-S
S-N
N-S
22
A v . Co Ion y Foch
10 de Agosto y Bogotá
•
10 de Agosto y Briceño
Guayaqui 1 y Manabí
Av . Rodrigo de Chávez
Tnte. Ortiz y A. de Ángulo
Av. La Prensa y El Inca
Vía a San Antonio
Panamericana Norte
Interoceánica "
VJug. a los Chi l í o s
Pnamerica Sur
774
827
1434
1496
1991
1553
1126
715
605
1339
626
1670
1706
377
662
373
458
342
742
737
1498
246
328
886
831
1362
1548
1 1881
1378
1073
815
625
1063
807
1885
1534
482
313
319
827
602
355
1148
404
320
353
0-E
E-0
S-N
N-S
S-N
N-'S
N-S
0-E
E-0
S-N
N-S
S-N
N-S
s < — '
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e
s
e
Cuadro 1.6
23
Datos de flujo vehicular promedio (en vehículos/hora)
Fuente: D.N.T.
(*) Conteos automáticos realizados en enero de 1 991
(**) entrando/saliendo a la ciudad de Quito
1.3 DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE CONTROL DE TRAFICO
EN QUITO
En la ciudad de Quito el principal medio de control de
tráfico es el semáforo, cuyos tipos y número se dan mas
adelante. Se cuenta también con control de policía, lo cual
se considera ineficiente pues el pesonal debe estar ocupado
efectuando operación de patrullare y supervisión de que las
normas de tránsito sean respetadas.
El número de intersecciones semaforizadas en la ciudad
de Quito, hasta julio de 1991 es de 222, de las cuales 169
corresponden a contro1 adores electromecánicos sin modernizar
(21 de estos en el centro histórico). Además se tienen 48
contro 1 adores de caracteristi cas mejoradas (modernizadas) y
solo 5 control adores modernos de tipo electrónico (COTRA) .
^A las dificultades propias de un control de tráfico, se
suma la ineficiente capacidad de los con tro 1 adores
electromecánicos para adaptar sus ciclos y cronometrajes a
las distintas horas con sus distintos volúmnes de flujo
vehicular; por otro lado está eí reducido número de fases (2
ó 3 en los no modernizados) de control que proveen dichos
semáforos, lo cu al hace imprescindible ei control por
24
policía en determinadas intersecciones.
Otro problema en la ciudad de Quito es el asincronismo
entre los semáforos . La experiencia diaria permite notar
que al pasar una luz verde, luego de haber esperado en rojo,
el siguiente semáforo, distante todavia, puede ya estar
dando paso a vehículos que todavía no 1 legan a el y
desperdiciando por tanto un derecho de vía que si puede ser
necesitado por la otra fase.
Esto ocurre debido a que cada semáforo opera
independientemente de los demás, es decir no están
coordinados. Producto de esta dificultad son paradas
innecesarias que representan tiempo perdido y mas consumo de
combustible y _desgaste de motor al tener que salir de
velocidad cero repetidamente, a veces en cada esquina.
Con el fin de encontrar las causas que originan estas
dificultades, y la manera de corregirlas, realicemos una
breve descripción del funcionamiento de un controlador
*electromecánico de semáforo. Comprenderemos también sus
1 i m i taciones.
E 1 cont rolador electromecánico de semáforo.
Consiste en un pequeño motor sincrónico acoplado a un
árbol de levas tal como se ve en la siguiente figura:
25
Árbol de Levas
Engranaje T
Tomillos C
Corte A-A'
Grá-fico 1.8
Esquema del control electromecánico de semáforo
26
Mediante cambio del engranaje T, es posible cambiar la
duración del ciclo en valores que van desde 6-18 segundos,
hasta 90-270 segundos para aplicaciones de semaforización;
mediante el ajuste de posición de cada leva (manipulando los
tornillos C ) es posible ajustar el cronometraje entre los
distintos circuitos agrupados en el ciclo. Si el
controlador incluye. suficientes circuitos, se verá
encenderse la luz amari l i a independientemente de la luz
verde, de lo contrario las dos luces comparten un circuito y
se las verá juntas durante el tiempo asignado a luz
.amarilla. La siguiente -figura corresponde a un controlador
electromecánico EAGLE del tipo usado en el país para control
de semaforización.
Gráfico 1.9
' Control de seña 1 es EAGLE
27
La breve descripción realizada es suficiente para
observar que el cambio de tiempo de ciclo se efectuaria
mediante remplazo del engranaje T. Así mismo el reparto del
ciclo se efectúa -destornillador en mano- ajustando la
posición relativa de las hojas del árbol de levas.
Deficiencias adicionales del control de tráfico, son
señaladas con exactitud en el estudio realizado por el grupo
canadience IBI sobre control de tráfico en Quito (referencia
3). En el presente trabajo sol amenté enunciaremos las
fa 1 las mas comunes:
-Deficiente visibilidad de aproximación a semáforos
—Falta de planchas traseras
—Alambrado aéreo y/o expuesto
% —Interruptor de encendido al alcance de los peatones
(interruptor del policía).
-Mala ubicación del gabinete de control. De difícil
acceso para mantenimiento.
—Falta de semáforos secundarios. (Tienen la misma fase
que los principales, pero van colocados mas atrás,
para asegurar la visibilidad).
—Deficiencia o inexistencia de señalización en el
pavimento. Por ejemplo pasos cebra, presencia de
rompeve1ocidades, virajes, etc.
-FaIta de mantenimiento a las líneas de pare y líneas
de carr i 1 es
—Deficiencia en la geometría de las intersecciones
(esquinas muy agudas o en ángulo recto sin redondear).
28
Se señala también en dicho informe que existe un gran
potencial de mejora si se introducen cambios en la geometría
de las intersecciones y en la señalización de las vías. Se
concluye también que no es conveniente continuar
introduciendo control con semáforos de controlador
electromecánico. . ;
Una gran ciudad como Quito debe modernizarse también en
este campo; la situación actúa 1 lo pide, pero debe existir
.un complemento con un normativo de tránsito acorde a los
nuevos requerimientos, de modo que no se induzca a la
desobediencia. El control de tráfico obsoleto contribuye a
elevar la indisciplina social. Sobre esto últi m o señalemos
que en Ecuador la principal causa de retiro de credenciales
es la infracción correspondienrte a no respetar las señales
de tránsito con un 24,5% del total (119420 en 1992). Le
sigue el mal estacionamiento con un 14.3%. Pasarse semáforo
en rojo es un 2.7%. (Ver anexos).
1.4 PROYECCIÓN DEL ESTADO DE TRAFICO VEHICULAR EN LA CIUDAD
DE QUITO Y DESCRIPCIÓN DE ALTERNATIVAS DE CONTROL
De mantenerse la actúa 1 tasa de crecimiento del número
de ^ehículos, en 1995 en Pichincha estarán matriculados
al rededor de 210000 vehículos c^> . De esta cantidad
aproximadamente 200000 corresponden a la ciudad de Qui to.
Esta cantidad elevada se explicaría en parte1 por el proceso
sostenido de industrialización que se ha observado en los
'' 29
últimos años en diversas áreas de la economía nacional lo
cual produce un aumento en los ingresos de familias que sin
duda desearán tener un auto. También está el hecho que
representa la gran aceptaci ón en nuestro mercado de los
automó vi les de -fabricación nacional c^> de buena calidad y a
precios mas convenientes que los automóviles importados,.
Añadamos el dato que en ciertas vias de la capital se
tienen volúmenes de -flujo de alrededor de 50000 vehiculos
diarios (por ejemplo la Av. América entre Mañosea y NN.UU),
que aunque no se ha estimado a cuanto ascenderán estos
flujos junto con el aumento de parque automotor, es de
pensar que también aumentarán de manera significativa.
Estas perspectivas confirman la necesidad de modernizar el
control de tráfico, para lo cual existen diversas
alternativas, algunas de las cuales -las principales- se
describen brevemente a continuación.
a) Semáforo adaptivo o actuado
En este caso el controlador de semáforo debe ser
electrónico. Adapta su cronometraje y fase. a la
circunstancia actual de tráfico por medio de sensores
inductivos colocados en la vía. Dichos sensores pueden*
determinar presencia de auto, velocidad de aproximación y
longitud de colas. La siguiente figura ilustra esta
ap1 i cae ion:
30
CONTROLADOR
LOCAL
\R
DE DETECTOR
ooo
CONTROL
VIGILANCIA
Gráfico 1.10
Semáíoro actuado
31
Dicho sensor actúa detectando una alteración en el
flujo magnético creado por una corriente de alta -frecuencia
(unos 100 kHz ) que circula por la bobina incrustada en el
pavimento. Un automóvil altera el campo ma'gnético producido
por la bobina, y esto es amplificado, detectado y enviado al
controlador como una interrupción, misma que debe ser
atendida activando un cambio de fase pues queda determinado
que existe demanda. También existen detectores ultrasónicos
aplicados para detectar presencia de carros y/o de peatones.
Dos detectores a cierta distancia proveen información acerca
de las colas de autos y su longitud, con esto se determina
el cronometraje del controlador. Esta aplicación es ideal
para intersecciones aisladas.
b) Semáforos con controlador maestro
El controlador maestro dispone los cronometrajes y
fases de todos los semáforos a su cargo, proveyéndoles
incluso de sincronización o administrando intersecciones en
que las muchas vias afluentes a la misma hacen necesarias
mas de 3 fases. Un controlador maestro generalmente puede
operar controlando y sincronizando hasta a 24 contro 1 adores
locales,, los cuales a su vez funcionan con información de
los detectores. En este caso los contro1 adores locales se
denominan semiactuados ya que operan bajo información del
detector y del controlador maestro. Un sistema con
controlador maestro central enlaza generalmente a hasta 8
controladores maestros, a través de una red estrella, con un
computador de tránsito como nodo de conmutación y proceso.
32
CONTROLADOR
MAESTRO
eco
\
CONTROL
VIGILANCIA
HASTA 24
CONTROLADORES
LOCALES Y DETECTORES
CONTROLADOR
LOCAL
VAMPLIFICADOR
DE DETECTOR
Gráfico 1.11: control maestro
33
COMPUTADOR
HASTA 8 CONTROLADORES
MAESTROS CON MODEMS
IMPRESOR
MODEMLINEADEDICADA
CONTROLADOR
MAESTRO
Oüo
COI
/V
CONTROLADOR„ LOCAL
/\R
DE DETECTOR/\
/\A 24
CONTROLADORES
LOCALES Y
DETECTORES
Gráfico 1.12: control maestro central
34
c) Semáforos con control centralizado por computador
Todos los contro1 adores locales, en una cierta área,
son enlazados vía modem hasta un gran computador de tráfico
encargado de la gestión de la red. Como puede pensarse, el
software es extremadamente sofisticado en esta aplicación
llegando incluso a proveer de un sistema de adquisición de
datos los cuales provienen de detectores, y son procesados y
ejecutados en tiempo real; es decir se trata de un sistema
d i námi co.
Un ejemplo de este sistema es el Sydney Coordinated
Adaptive Traffic System (SCATS), que se usa en Australia,
donde existen 9.1 millo n e s de vehículos para 16 m i l l o n e s de
australianos (0.57 vehículos/habitante).
d) Red de televigilancia
Es una red par alela a la red de control de semáforos,
está costituida principalmente por una red de cámaras de TV
controladas remotamente (enfoque, dirección, zoom, etc )
desde una central y ubicadas en puntos estratégicos de la
c iudad.
En dicha central se hallan los receptores. Sirve para
una observación directa del estado de tráfico y posibilita
la toma de desiciones por parte del personal.
35
SALA DE CONTROL
CIUs
COMPUTADORCOMÜNI CACIONES
TERMINALESCRTaIMPRESORES
CABLE DECOÍ-ÍUNICACIONES
CONTROLADOR
AMPLIFICADOR /KDE DETECTOR
HASTA 7
CONTROLADORES
LOCALES Y
DETECTORESDETECTOR
CIU
VIGILANCIA
CONTROL
CIU: UNIDAD DE COMUNICACIÓN
Gráfico 1.13:' control centralizado por computador
36
e) Servicios especiales
Son útil izados para lograr interactuar di rectamente con
las vías de circulación desde la central; se optimiza aun
mas la administración de la red al posibilitar el envío de
mensajes hacías las calles como por ejemplo límite de
velocidad, trabajos en las vías, ocurrencia, dé accidentes,
etc. Dichos mensajes resultan sumamente útiles a los
conductores al decidir su ruta.
Alternativas de control para la ciudad de Quito.
Son expuestas en el informe final del grupo canadience
1BI sobre el control de tráfico para Quito (referencia 3);
se resumen a continuación.
a) Equipo mejorado de semaforización en la intersección.
—Incluye controlador electrónico con detectores
-Mejoramientos geométricos a las intersecciones
-Demarcación de carriles, carriles y vías solo para
buses, separación física de los movimientos de viraje,
b) Alternativa a) mas uso de control adores maestro
c) Alternativa b) mas sistema maestro central
d) Sistema de control centralizado de tráfico por
computador
e) Sistema de video mas alternativa cí ó d)
fí Alternativa e) mas servicios especiales
Anotemos adiciona1 mente que la alternativa c)
correspondiente a sistema maestro central fue acogida en
1986 por la contraparte nacional encargada del estudio de
37
control de tráfico para Quito, pero no se 1 legó a
imp1ementar1 a por falta de financiamiento.
De cualquier forma lo que trasciende es que un control
moderno de tráfico debe representar para Quito los
siguientes beneficios:
-Reducción de las demoras
-Reducción del consumo de combustible y del desgaste de
motores
—Mayor seguridad. Para peatones y para conductores
—Reducción de la contaminación atmosférica y por ruido
<á> > de la ciudad.
-Postergación del ensanchamiento y construcción de
nuevas vias e intercambiadores.
CONCLUSIÓN
Con este capitulo queda descrita la problemática que
representa para nuestra ciudad el volumen y crecimiento del
tráfico motorizado, asi como la necesidad de modernizar el
control del mismo. Corresponde ahora buscar una solución
tecnológica para este difícil problema, solución que debe
ser a la vez económicamente viable y adaptada a los medios
d i spon i b1 es.
Notas
11DIRECCION NACIONAL DE TRANSITO, Folleto Técnico Semáforos.
2)DIRECCIÓN NACIONAL DE TRANSITO, Folleto técnico TN3-
^ 38
Contro I de Semáforos. S
3HBI GROUP, Control de tráfico para Quito, Informe final,
1986 .
4JMARRQQ.UIN V, Proyecciones de Propietarios de Vehículos y
Parque Automotor Liviano del Ecuador, Tesis, Facultad de
Ingenieria, Postgrado en Ingeniería de Transporte, PUCE,
1992.
5)COMISIÓN DE TRANSITO DEL GUAYAS, Manual del Conductor.
Guayaqui1 1993.
6ÍGREEN LIGHT Traffic Engineering News, Signal Control-a
means of reducing traffic noise. Siemens, Oct. 1990, pág. 6.
39
CAPITULO I I
INTRODUCCIÓN
Los diagramas de tiempo que representan el encendido y
apagado ciclico de las luces de un semáforo, pueden ser
imp1 ementados de diversas maneras. Como ya sabemos una de
estas maneras es el controlador electromecánico; otra forma
seria a través de un circuito eléctrico de contactores
temporizados pero, en este segundo caso, el tamaño y el costo
resultan inapropiados. Sin embargo existen dispositivos
electrónicos capaces de reemplazar control con contactores, con
un costo mucho menor y en diseños compactos; tal es el caso de
los llamados contro1 adores lógicos programab1 es o PLCs, de cuya
descripción, características y aplicación al control de tráfico
nos ocuparemos en este capitulo.
40
2.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Un controlador electrónico de semáforo que satisfaga
condiciones de versatilidad, tamaño y costo reducidos,
necesariamente debe estar construido en base de un
^microprocesador. La versatilidad propuesta se consigue
mediante la programación de que dicho elemento es susceptible,
asi también el tamaño reducido, pero al analizar la efectividad
del costo de este supuesto controlador es necesario tomar en
cuenta que son muchos los elementos periféricos al
microprocesador que deben ser utilizados para que este pueda
interactuar con sistemas eléctricos que operan a elevados
voltajes y corrientes. Por ejemplo puede citarse la fuente de
DC, optoacop1 amiento de las entradas, optotriacs o relés para
manejo de las salidas, un sistema de fácil borrado para
almacenamiento de programa y su correspondiente programador,
etc. En resumen, se puede decir que son factores externos
sobré todo de costo los que complican una idea técnicamente
real i zab1 e.
Esto ya ha sido advertido hace tiempo, siendo los PLC
(programmab1 e logic controller) una de las primeras
aplicaciones industriales de los microprocesadores. El PLC
reúne las carácteristi cas de un control electrónico para
sistemas eléctricos de tamaño y costo reducido.
En uno de tales aparatos está basado el controlador de semáforo
que nos compete y por este motivo se rea liza una breve
introducción de su uso y sus caracteristicas.
41
Controladores 1ógícos programab1 es (PLC1 .
Son aparatos electrónicos utilizados para control de
sistemas eléctricos tales como arranque de motores, control de
máquinas y herramientas, controles industria les, operaciones
de transferencia de energía, control de luces y puertas,
robots, etc.
El propósito básico de la unidad de proceso dentro del
controlador PLC es sensar las condiciones de entrada, tomar una
*decisión basada en esas condiciones y, en consecuencia, activar
o desactivar las salidas. C2) . Las acciones básicas que un PLC
realiza consiste de tres elementos -fundamentales: sensar,
decidir y actuar o controlar. El siguiente diagrama ilustra
esta afirmación:
PL<
~?SEHSñR V
/DECIDIR V
yCONTRCUPR
Grá-fico 2.1: Acciones del PLC
Los PLC comerciales existen de varios tipos y
especificaciones pero, en general, las características que los
distinguen son:
42
-Voltaje de operación
-Tamaño
-Tipo y número de entradas
—Tipo y número de salidas
—Cargas aplicables, máximas y mínimas
—Tipo de programador
—Capacidad de pasos de programa
—Capacidad de lógica: timers, contadores, registros,
e .te .
El voltaje de operación especifica el tipo de -fuente que
^debe energizar al PLC y puede ser AC o DC. El tamaño puede ser
una carácter istica muy importante en el diseño de cuadros de
control y puede ser tan pequeño como 80x140x75 mm. El número
y tipo de entradas y salidas es una característica que define
1 a capacidad de control externo del PLC, sensando las entradas
y comandando las salidas según lo ind ique el programa cargado
en el. La capacidad de carga a las salidas, no es un limitamte
serio puesto que siempre se podrán activar las bobinas de relés
auxiliares; lo que si debe tenerse presente es la protección
contra transitorios en caso de manejo de cargas inductivas.
La parte lógica del aparato se describe al señalar el tipo
de procesador y memoria del sistema ya que esto define la
capacidad de pasos de programa, la velocidad de ejecución y el
número de re les, timers, contadores y registros internos que
están a disposición del usuario para realizar la tarea de
controlprevista.
43
Un integrante fundamental de la familia del PLC es su
programador, este aparato se encarga de traducir las
instrucciones de usuario (en lenguaje simbólico propio del
programador, a veces denominado ladder) y cargarlos en la
memoria interna del PLC en lenguaje de máquina. La memoria
interna de un PLC puede ser una CMOS RAM no volátil (con fuente
propia de litio) o una EEPRQM (electrical erasable programmable
ROM) . Las características mencionadas se indi can a
continuación para algunos aparatos comerciales:
Controlador lógico programable Cutleí—Hammer D1QQA c l y
115V
yn Yl \RHIM.r01
PQWCfHEOOUTPUT ITD'S
Gráfico 2.2: PLC Cut1er-Hamraer D100A
Controlador: D100 CRA20
Fuente de poder: 115 VAC
12 entradas ÍX): 115 VAC
8 sal idas (Y) : 115 VAC
Microprocesador: Intel Z 80286
Programador: D100 PG10
Fuente de poder:, desde el controlador
Funciones: programar
editar
monitorear
operar
Memoria RAM de 1K
Capacidad lógica:
Un i dad Cant idad
Rel^s internos ' 128
Bobi ñas retentivas 128
Temporizadores 16
(ON delay O.ls - 999.9S.)
Contadores 12
Registros de desplazamiento 128
Controlmaster si
B o b i n a d e s a l t o si
Aunque el presente no es un trabajo sobre PLCs, a modo de
ejemplo veamos cómo un circuito de control con contactores
puede ser reemplazado por instrucciones adecuadas al PLC, en
este caso al Cut1er—Hammer D100A:
45
Grá-fico 2.3: circuito de control a reemplazar con PLC
01 .
02. |j—
03.—7|f-
O5. ( ) 1
06.—(j— |
07. |
08. fj
09. SFT PRG
Halt/Run
X O WRT
X 1 WRT
X 2 WRT
1 Y O WRT
I X 3 WRT
| Y O WRT
46
10. Halt/Run
Diagrama 2.1: diagrama simbólico del gráfico 2.3
Autómata programable SIEMENS Simatic S5-1O1U < 1 J
@0000@0©@07(.V- 4- - 1 J 1 t 5 6 7 8
10 SA7LV-
lQ?Sí
Í70V-
51
sirEME1ATIC 5
í
oo oí 0 7 oj ot 0.5 o.t o.;o o o o o o o oMS55-101U • „ .
Stop •*— > HUfl/
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3 7
@
í
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a
T]
T
r
i
¿1
J
Jfl C/A
0
Gráfico 2.4: PLC Simatic S5-101U
Alimentación: 220 VAC / 24 VDC
Número de entradas: 20 ais 1 amiento galvánico por
fotoacoplamiento
47
Número de salidas: 12 tipo relé con varistor
Capacidad lógica: 128 contadores, 128 teraporizadores
Memoria de programa: RAM no volá t i l de 512 instrucciones
máximo, expandible con módulo externo
EPROM
Programador: Simatic S5—605-U
Controlador lógico programab1 e SQÜARE D Micro 1 c = J
Voltaje de operación: 120/240 VAC. 24 VDC.
Peso : 1 libra
Entradas:
Sa1 idas:
8 Tipo contacto seco (por puente
simp1 e)
6 A través de relé
Cargas: 220 VAC, 2A máxima
5 VDC, ImA minima
Memoria:
Capacidad 1 ógi ca
EEPROM interna, para 600 pasos de
programa
160 relés internos, 80 timers, 47
contadores, registro de
desplazamiento de 128 bits.
Cuenta con fuñei ón de arranque automático posterior a
energización, autodiagnóstico, entrada de impulso corto (la
48
entrada O, puede sensar pulsos de hasta 0.5 ms.) y enjace a
computador vía adaptador RS232". E1 cargador de programas Micro
1 permite al operador programar, editar y operar el PLC.
3frw* twx
I/OExpansiónCable Input
SignaUNPN SourceInpui Type
24v"DCType| ,NPN Source.'
10 II |J 11 I» it 1* 11 WC
Grounding ResisianceIODO máximum
Load Power
Load Power
LtM.d Power
Load PowerO
Terminal: M3 screwTightening Torque: 0.5 N-m máximum
(Approx. 5 kgl-cm)
1 1 1
Loader Extensión Cable
Program Loader
mu
mm
axi
> Co,-
) — 'weri
1
wer
iwer
Load PowerO
Ll to L12: Load
Gráfico 2.5: PLC Microl
49
Además en el caso del Microl existe un módulo de expansión
que permita ampliar el número de entradas a 16 y el número de
salidas a 12, tal como se aprecia en el gráfico anterior.
Estos PLC pueden ser también programados desde un computador
personal IBM compatibie a través del software SFW30 propio de
esta familia de controladores.
PLCs mas sofisticados, cuyas entradas y salidas pueden
sobrepasar el m i l l a r , permiten la visua1 ización del control en
monitores de video y están basados en microprocesadores tan
avanzados como el Intel 80386.
Para la presente aplicación es evidente que sin necesitar
de una cantidad exagerada de entradas o salidas, es posible
efectuar el manejo o control de luces de un semáforo con PLC,
el cambio de los cronometrajes y el monitoreo de sensores.%
Partiendo de esta posibilidad puede desarrollarse un
sistema de control de tráfico, no demasiado complejo pero
bastante útil, aplicado a s ituaciones como la descrita en el
cap i tu 1 o I .
2.2 DESCRIPCIÓN DEL CONTRDLADQR ELECTRÓNICO DE SEMÁFORO
Como ya se ha anotado, es un PLC el que const i tuye e 1
mencionado controlador, su constructor Í3) se ha encargado de
detalles referentes a montaje, impermeabi 1 izaci ó n , protección
50
eléctrica, manejo de cargas y principalmente de su
programación. En este apartado se realiza únicamente una
descripción de los resultados obtenidos.
Una intersección de dos fases requiere de 6 luces: 2
verdes, 2 rojas y 2 amar i lias, una para cada fase. Por lo
tanto el PLC debe tener al menos 6 salidas y además considerar
que para intersecciones mas complejas se requerirá mayor
capacidad de manejo de luces.
El controlador debe manejar a sus salidas cargas
resistivas de 66 W, que es lo normalizado para bombillas de
sejnáforo, ya sea directamente o por medio de relés auxiliares.
En cuanto a sus entradas, estas pueden ser utilizadas para
sensar órdenes de cambio de programa es decir de cambio de
cronometra jes, luz amarilla intermitente, apagado, etc., lo
cual dará la capacidad de control externo para el semáforo.
Según lo anotado, el PLC Microl es adecuada para esta
aplicación; sus 8 entradas pueden servir para controlar el
cambio de los ciclos del semáforo; como semáforo peatonal ha
sido ya probado con éxito y se utiliza en la ciudad de Quito
desde enero de 1993.
El siguiente di agrama esquematiza. las conexiones
eléctricas del controlador aplicado a semaforización
51
N
COM 13
O
0 0 0 0 0 02 3 ^ G G 7>
MICRO 1
CR CQ
eC\¿
2) (2) 0-a 5 e
A *
CV
\ O vCR cv
CR
MONTPOE: YPROTÉ1CCZON
Gráfico 2.6: Controlador electrónico de semáforo
El programa que contiene el controlador está realizado en
lenguaje simbólico y permite efectuar el control de tráfico
pero con temporización interna fija. Las 6 sal idas del Microi
controlan las 6 luces del semáforo pero para intersecciones mas
complejas se utiliza el módulo de expansión que permitiría el
control de hasta 4 fases (es decir de 4 movimientos
concurrentes de vehiculos) con tres luces cada una. Por el
momento la capacidad de sensor de las entradas es utilizada en
forma limitada para activar externamente el controlador o
colocarlo en luz amarilla intermitente, pero se prevés que
aprovechando esta capaci dad es como se obtendrá el telecontrol
del semáforo, esto se verá mas adelante al tratar sobre
comunicación y sincronismo.
También es conveniente anotar aqui que una de las entradas
del controlador ha sido utilizada para implementar el control
que sobre el semá-foro pueden tener los peatones en un semáforo
peatonal. Un pulsador colocado al alcance de los ciudadanos
activa la entrada del PLC el cua1 responde desencadenando un
•ciclo de semáforo pasado el cual este volverá a mostrarse
siempre en verde para la via de autos, hasta que una nueva
pulsación ocurra. Señalemos que un semáforo peatonal de este
tipo nunca va colocado en intersección.
%
2.3 COMUNICACIÓN CON EL CONTROLADOR
Ante todo debemos distinguir dos formas de comunicación'
con el controlador: la primera la comunicación para cargado
y edición de los programas ya sea desde el programador o desde
un computador por medio de conectores y cables suministrados
y la segunda la comunicación o interacción con el controlador
a través de sus entradas.
El primer tipo ya ha sido descrito, solo añadamos que la
longitud de estos cables de comunicación no sobrepasa la
longitud de 1.5 metros y son proporcionados junto con el equipo
de programación. El segundo tipo, la comunicación a través de
las entradas en completamente diferente y, en nuestro caso es
53
de sumo interés para la irap 1 ementaci ón de un "control al
controlador" a distancia.
Consecuentemente, conviene realizar un estudio de las
características de entrada al controlador (referencia 2) como
paso previo a su utilización. Las entradas disponibles al PLC
son 8, se accionan por contacto seco es decir mediante un
puente entre el punto común (ver gráfico 2,5) y cada una de
estas.
x
La administración de las entradas se hace por programa,
de esta manera si dos entradas son accionadas al mismo tiempo
pueden ser asignadas prioridades o simplemente desactivar el. %proceso de control. El diagrama 2.7 ilustra el sistema de
optoacop1 amiento de entrada al PLC cuyas características
técnicas se describen a continuación: La resistencia de
entrada es de 4.3 K, la corriente de entrada es de 5 mA, el
tiempo de activación de una entrada es de 7 ms. máximo y el
tiempo de desactivación es de 11 ms . máximo. Tal como se
sugiere por el gráfico y como se corrobora por los datos
técnicos, la actuación de las entradas es factible hacerla por
medio de transistor NPN o PNP dependiendo del tipo de fuente
interna del controlador. Como puede verse las entradas son
fotoacop1adas proporcionando aislamiento galvánico entre el
interrior del aparato y el sistema de entradas.
54
K
C I R C U I T O I N T E R N O
SALJDRS
Gráfico 2.7: circuito de entrada al PLC
En vista que el controlador puede programarse para
responder con un subprograma especifico a la activación de una
entrada específica, comunicarse con el aparato puede consistir
en ordenar, mediante saturación de un transistor, la ejecución
del subprograma deseado. Queda entonces aclarado cómo se
pretende real i zar el control del controlador. El cap i tu I o
correspondiente a experimentación mostrará cómo a su vez, esto
puede ser efectuado a distancia. Para semáforos adaptivos,
actuados y semiactuados tver capítulo I ) los cuales pueden ser
aplicados a intersecciones aisladas, es posible enviar a una
de las entradas el pulso proveniente de un sensor (inductivo
55
o ultrasónico) que indique presencia de vehículo o longitud de
colas quedando administrada de este modo la intersección en
-forma automática. El detector y/o el sistema de detectores que
complementan un control moderno de tráfico, no son parte de
este trabajo, sin embargo este importante aspecto debe ser
tenido en cuenta en la concepción de cualquier sistema de
telecontrol de semaforización.
2.4 SINCRONISMO INTERSEMAFORO
Como se vio en el primer capitulo el sincronismo
progresivo u ola verde es el que mejor se aplica a ciudades con
geometría irregular, corresponde a este apartado describir cómo
se puede implementar con nuestro controlador esta -función tan
útil. El siguiente gráfico muestra el desfasaje en tiempo que
*debe haber entre dos intersecciones adyacentes semaforizadas
que forman parte de una ola verde.
UJZ
f
DC B
TF?
,
TR TR
Gráfico 2.8: sincronismo de luz verde
56
Donde LVA corresponde al ciclo de luz verde en la
intersección A, para la -fase $ 1 y, LVB es la luz verde
mostrada a la misma fase <J> 1 pero en la interseción B. El
tiempo de ciclo y el reparto del mismo en cada intersección no
resu 1 tan afectados por el hecho de que se encuentren en
sincronismo, pero es déseable que los cronometrajes tota les de
cada intersección, es decir los tiempos de ciclo, sean
similares para mantener el sincronismo. El gráfico siguiente
ilustra la situación descrita:
FASE: i
T
Gráfico 2.9: ola verde
El tiempo tR mostrado en el gráfico 2.8 corresponde al
retraso que debe existir entre que el semáforo A muestre verde
a la fase $ i y que el semáforo B lo haga también. Este
tiempo se calcula suponiendo un movimiento uniforme de los
autos a una velocidad promedio vd llamada velocidad de diseño
y sabiendo que la distancia entre A y B está medida en d
metros. Por ejemplo supongamos que vd es 50 km/h (que es la
velocidad de crucero en ciudad) y que d es 300 metros.
Fáci 1 mente calculamos trl = 0.3/50 . 3600 o sea trl = 21.6
57
segundos. Supongamos que una tercera intersección C dista de
B en 100 metros, tr2 de C respecto a B será, de tr2 = 7.2
segundos. Mas ad el ante veremos cómo puede un semáforo
accionado por peatón, ser incluido en una via sincronizada sin
llegar a alterarla, mientras tanto, analicemos dos
posibilidades que se suscitan al tratar sobre la imp 1 ementaci ón
de los resultados obtenidos en el ejemplo anterior. Demos
también por supuesto el que se cuente ya con un medio de enlace
de señales entre los semáforos.
La primera posibilidad consiste en imaginar un controlador
de ola verde ( que bien podría ser otro PLC) cuya función sea.%'
la de emitir señales periódicas en el medio de enlace,
dirigidas a cada semáforo en particular, asignándole el tiempo
de desfasaje calculado. La siguiente gráfica ilustra esta
idea :
CONTROLPOOR
DE OLA
ve ROE:
Gráfico 2'. 10: Impl ementacion de ola verde
58
Entonces, al encenderse la vía sincronizada, por orden del
controlador de vía, empieza a funcionar el semáforo A, 21.6
segundos después es emitida una señal a B, para que este
también empiece a funcionar y, después de 7,2 adicionales otra
señal, dirigida esta vez a C es emitida para que este comience
a funcionar. Este sistema presenta la gran ventaja de que
todos los semáforos contendrían un programa idéntico y serian
intercambiables, siendo el controlador de ola verde el que
incluye la temporización de esa ola verde en particular. Se
presentan sin embargo dos serias desventajas, una, que el
receptor de señales alojado en un semáforo es distinto a los
receptores de señales de los otros semáforos (o al menos está
sintonizado de modo singular) ya que debe responder a señales
que solo el debe responder; otra desventaja se presenta al
estimar como alto el número de señales de que deberá disponerse
si, ademas de la si ncronizaci ón se quisiera cambiar el
cronometraje a estos semáforos . Por ejemplo, para una ola
verde de 6 elementos y con tres cronometrajes diferentes,
harían falta 18 señales distintas en la línea, sin contar orden
de luz amarilla intermitente.
La otra alternativa consiste en emitir señales desde el
controlador de ola verde, comunes para todo el grupo de
semáforos pero, es en la programación de cada uno de los
controladores donde se introduce el defasaje de tiempo.
Es decir, los semáforos A, B y C del ejemplo, toman la
misma señal de la línea de enlace y simultáneamente pero, el
semáforo A está programado para funcionar O segundos después
59
de recibida la senal, el semáforo B 21,6 segundos depues y el
semáforo C 28,8 segundos mas tarde (21,6+7,2).
La ventaja de este método radica en que los receptores son
idénticos para cada semáforo y que para cambiar de programa se
necesita una sola señal para llamar a cada uno de e l l o s , es
decir 8 como máximo. La desventaja es que los con tro 1 adores
de semáforo no son intercambiables puesto que su programación
los sitúa en un puesto determinado dentro de una ola verde
determinada; sin embargo, el programa alojado en A se?
-diferencia del alojado en B o en C solamente por el retardo
inicial, igual cosa con los B o C.
Aduciendo que es preferible variar el software antes que
el hardware se adoptará esta segunda alternativa, aunque sin
descartar por completo la primera. Surge una dificultad al
considerar que un semáforo peatonal esté incluido en una vía
con sincronización, recordemos que este tipo de semáforo es
accionado por peatón en una sucesión de accionamientos
prácticamente aleatoria.
Este tipo de semáforo no va colocado en una intersección
sino intermedio en la cuadra, como se ve en el siguiente
gráfico que es una adaptación del ejemplo planteado
anteriormante.
60
Grá-f ico 2.11: Semáforo peatonal en vía sincronizada
A y C están sincronizados, pero B siempre se muestra en
verde a la via mientras un peatón no acciones el pulsador S.
Si A ha dado paso a los autos y estos al llegar a B coinciden
con la acción de peatón, al llegar a C habrán perdido
sincronismo y tendrán también que parar. Esto se puede
resolver haciendo que, por programa haya una operación AND
lógica entre la acción del peatón y el defasaje en tiempo que
le corresponde a B dentro de su ola verde. Es decir B no
activa sus salidas sino cuando convergen la acción de S y la
del sincronismo.
Esta descripción del sincronismo ha sido cualitativa, en
el capítulo cuarto veremos cómo ha de implementarse.
61
CONCLUSIÓN
En este capítulo se ha descrito el funcionamiento de un
controlador electrónico aplicado a semaf ori zaci ón . También se
han estudiado sus capacidades de communicae ión y sincronismo.
El siguiente capitulo va a estar dirigido a aplicar este tipo
de con tro I adores dentro de un sistema de control moderno de
trá-fico, con el objetivo de satisfacer los requerimientos ya
destacados en el primer capítulo.
Notas
1JCIFUENTES J, FLORES R, Curso Básico de Contro 1 adores Lógicos
Programables Cutler Hammer y Simatic, EPN, Quito 1990.
2)SQUARE D CQMPANY, Class 8003 flICRQ-lTN Controllers. B u l l e t i n
# 30598-779-01A1, USA, October 1990.
3JDELGADO E. Controlador Electrónico de Semáforo. Quito 1992.
62
CAPITULO I I I
SISTEMA DE TELECONTROL
INTRODUCCION
En el presente capítulo se deducirá una alternativa
técnica que permita, dentro de ciertos límites, complementar
una solución integral al problema de racionalización del
tráfico vehicular en nuestras ciudades. Desde luego nos
basaremos en estudios ya realizados sin dejar por eso de
aportar nuevas ideas que lleguen a constituir parámetros y
criterios en posteriores investigaciones.
63
3.1 CARACTERÍSTICAS DEL TELECONTROL ADECUADO
Como lo indica la palabra telecontrol, buscamos un sistema
que sea capaz de comandar a distancia un conjunto de aparatos
qu^, en el presente caso, tienen las carácter isticas y
aplicación vistas en los capítulos precedentes. Previo a la
descripción de algunas de las posibilidades tecnológicas que
se presentan para la consecución de nuestros fines, enumeremos
las particularidades de este caso de telecontrol:
a) No se trata de enviar órdenes o comandos,a,objetos móviles;
por el contrario los semá-foros y sus respectivos contro 1 adores
permanecen i nde-f i n i damente fijos en sus intersecciones y vias.
b) El número de elementos a controlar es relativamente alto,
y puede ser en el orden de decenas y aun de centenas.
c) Los objetos de control, se encuentran situados a distancias
diversas unos de otros y también respecto al centro emisor.
Las mencionadas distancias se hallan en el orden de centenas
de metros o unidades de kilómetros.
d) Los objetos a controlarse pueden ser agrupados bajo ciertos
criterios de carácter geométrico tales como la pertenencia a
una misma via o la adyacencia a una intersección.
e) El sistema debe ser capaz de recoger y utilizar datos del
sitio, proporcionados por detectores de tráfico; de esta manera
64
se asegura un cierto grado de interacción dinámica con la
situación real que se pretende regular. En esta carácter istica
se incluye el sistema de retorno o telerespuesta con que debe
estar equipado el conjunto si ha de contar con un medio de
verificación de llegada y reconocimiento de comandos.' Una
conclusión importante se desprende de este ítem y es que el
sistema debe ser bidireccional en cuanto a flujo de
i nf ormaci ón .
d) Finalmente, y como una de las características mas
•importantes, debe haber un centro decontrol desde el cual se
coordinen e impartan las órdenes a ejecutarse. A dicho centro
convergen todas las informaciones relacionadas con el sistema,
llegadas a través de diversas redes si es preciso, por ejemplo
la red de televigilancia, la red de radiocomunicación,
naturalmente paralelas, a la red de control.
Una vez que han sido descritos los .requerimientos del
sistema, corresponde entonces analizar las posibilidades de
solución que la técnica ofrece al respecto. En primer término,
definiremos el medio de enlace por el cual viajarán las. señales
portadoras de los telecomandos; es interesante notar que una
vez establecido el medio de enlace, se definen muchas de las
carácteristicas técnicas del control a distancia. Nombremos
algunos medios que con fines de telecontrol, son utilizados
comúnmente: el ultrasonido, la luz infrarroja, la fibra
óptica, la radio, la red de energia el éctr ica, el par de cobre.
65
Utrasonido, red eléctrica e infrarrojos.
Tanto el ultrasonido (en la frecuencia.de 40 kHz) como las
señales de luz i nfrarroja c ± ) son utilizados ampliamente para
efectos de control remoto, pero su principal limitación radica
en que solo son aptos para cortas distancias, por lo que de
inicio se los descarta para ser utilizados en un sistema con
requerimientos como los mencionados anteriormente. El envió
de señales analógicas a través de la red de distribución
eléctrica es también utilizado como medio para enlazar el
transmisor al receptor, sin embargo en la práctica los ruidos
.eléctricos lo hacen desconfiable y hasta peligroso. Para
implementarío además haría falta que los semáforos y el
controlador remoto estén alimentados por una misma subred de
distribución es decir por el mismo transformador, lo cual no
es permisible ya que introduce una seria limitación de
d istancias.
Señales radioeléctricas.
El empleo de las ondas de radio pareceria ser una buena
alternativa para satisfacer las necesidades de . control
planteadas. Dichas señales se irradiarian a toda la ciudad,
codificadas especialmente, para'que solo respondan los objetos
direccionados, de este modo se pueden alcanzar en forma
singular todas las intersecciones semaforizadas. Sin embargo
la complicación principal radica al considerar un enlace
bidirecciona1 con lo cual en cada semáforo iria colocado además
del receptor, un transmisor y por lo tanto una radio
66
frecuencia. Este aspecto complica una solución a primera vista
directa. La disponibilidad de otros medios de enlace hace que
en este trabajo releguemos el uso de la radio para el control
a distancia, aclarando que no se descarta su aplicación en
sistemas similares ya que de hecho existen en el mundo
controles de semáforos sincronizados por radio reloj í-1 .
Fibra óptica y par de cobre.
La fibra óptica, por su alta capacidad de transporte de
información, resulta exagerada para una aplicación como la
presente, esto sumado a sus altos costos de instalación y
mantenimiento, la apartan de nuestra consideración. Sin
embargo la calidad' de la señales y la bajisima tasa de error
que presenta la convierten en una alternativa ideal para
necesidades de control de tráfico mascomplejas.
El par de cobre por su parte presenta las siguientes
ventajas y desventajas. Entre las primeras: su bajo costo, su
manipulación sencilla y bien conocida, su oferta ampl i a en el
mercado. Entre las segundas están: la atenuación a. grandes
distancias, distorsión de señales, ruidos eléctricos
momentáneos debidos a perturbaciones atmosféricas y jitterí 4 >;
esto a su vez desemboca en la baja velocidad de transmisión y
en la necesidad de utilizar modera para alcanzar distancias
aceptables. Sin embargo contrastando ventajas y desventajas,
el par entrecruzado (twisted pair) resulta ser la opción mas
adecuada tanto desde el punto de vista económico como por el
67
de implementación práctica ya que una red da telecontrol de
semaf or i zaci ón , como se vio en el capítulo I I , puede ser
bastante limitada en cuanto a flujo de 'datos y por ende a
velocidaddetransmisión.
Con lo anteriormente señalado queda definido el medio de
enlace que utilizaremos para enviar las señales desde el
controlador hasta los objetos controlados: los pares de cobre.
Continuando con la definición del sistema de telecontrol
de semaforización, abordemos las carácterísticas operativas de
tal sistema, desde la perspectiva misma de la ciudad.
3.1.1 Características generales para la ciudad.
Toda colocación de un semáforo obedece a un estudio previo
donde se determinan las necesidades de control de una
intersección en particular C 3 >, sin embargo es innegable que
existen semáforos cuya labor es mas delicada y cuidadosa.
Desde este punto de vista, a lo largo de la ciudad pueden
c 1 a1 ificarse los semáforos por la importancia de l a - v i a que
controlan debido al mayor flujo de autos que éstas soportarían.
Se establece que una red de telecontro! de semaforización debe
incluir en primer término a los semáforos mencionados para los
cuales, de alguna manera, al menos las siguientes facilidades
deben ser entregadas:
-Sincron i zado
—Cambi o de cronometrajes
68
-Operación en luz amarilla intermitente' controlada.
—Encendido y apagado.
A esto se suma la capacidad de manejar mensajes de
respuesta e información de detectores colocados en sitios
adecuados para monitoreo del flujo vehicular.
3.1.2 Características del telecontrol por zonas
Bajo la premisa de que mientras el número de objetos a
.controlar es menor, mayor será la atención que se puede ofrecer
a cada uno de el l o s , diversos sistemas han optado por dividir
una ciudad en áreas de modo que cada zona tenga su propio
elemento central de control. La zonificación se realiza
teniendo en cuenta la similitud que en cuanto a tráfico
vehicular tenga determinado conjunto de barrios (residencial,
comercial,etc.),asi como a su ubicación geográfica (el centro,
entradas o salidas de la ciudad, etc. ) . Esto permite la
recopilación de datos y el control en forma adecuada de acuerdo
a las caracteristicas de cada lugar. Asi por ejemplo para el
estudio de un control de tráfico para Quito, el grupo I B I <3J
realizó en 1 986, la siguiente zonificación:
-Zona 1 : la parte norte de la ciudad, hasta la avenida
Naciones Unidas. Esta área cuenta con 57 intersecciones
semaforízadas (datos de 1 986).
—Zona 2: La parte nordeste de la ciudad (zona industrial a lo
largo de la Panamericana Norte) con 55 intersecciones
semaforizadas.
69
-Zona 3: Incluye las principales arterias este-oeste de las
principales avenidas norte—sur, desde la Naciones Unidas hasta
la avenida Co Ion. Contiene 53 intersecciones sema-fori zadas .
-Zona 4: Cubre la parte Este de la ciudad, desde la avenida
6 de Diciembre. Limita por el área 1 al norte y el área 5 al
sur. Contiene 22 semáforos.
-Zona 5: Abarca el Cazco Colonial. Contiene 31 intersecciones
semaforizadas.
-Zona 6: Incluye el sur de la ciudad.
-3.1.3 Características del telecontrol por vías.
Al igual que la división por zonas se realiza como un
método para optimizar el estudio y el control del trá-fico de
acuerdo a las particularidades de cada una de ellas, dentro de
cada zona se analizan las singularidades geométricas y
estratégicas de las vias que la atraviesan así como su
confortamiento en cuanto a flujos vehiculares. Es en esteir
nivel donde se implementa la sincronización u oía verde y
también es aquí donde se estudia la instalación de los
semáforos accionados por peatón y los semáforos actuados.
Un criterio de ingeniería de tránsito c — > señala que la
ola verde se implementa con grupos de hasta 6 intersecciones
semaforízadas adyacentes, conformando una cola mas o menos
logitudinal, con separaciones de entre 200 y 300 metros entre
ellas. Una breve inspección al plano de la ciudad que presenta
las intersecciones semaforizadas (disponible solo en la
70
Dirección Nací ona 1 de Tráns ito) hace evidente ta disposición
en cola de muchos semáforos en distintas áreas de la ciudad,
siendo una lástima que solo la calle U l l o a este sincronizada,
mientras que las demás no. Como ejemplo, enumeremos alguna
calles donde se evidencia la necesidad de sincronización:
VÍ A
Av . 6 Dic. entre Patria y Colón
Av 9 Qct.ent 18 Sept y Cordero
Av. Prensa ent. la Y y Oyacachi
Av. Prensa ent.Aerop. y Ludeña
Av.lO Ago . ent. Labr . y Tufiñovi>
Gqui 1 ent . Ga 1 ap . y Rocafuerte
# DE
SEMÁFOROS
8
8
5
7
7
5
LONG. TOTAL
APROX. (Km)
1
0.8
1 .2
2
3
1
Tab la 3.1: Ejemplo de posibles oí as verde.
Fuente: Dirección Nacional de Tránsito. J u l i o 1 991.
Debido a que en muchas de estas colas el flujo permanece
aproximadamente constante, quizás debido a la forma alargada
de la ciudad misma, un detector colocado estratégicamente en
la via sincronizada, proporcionará información suficiente del
flujo vehicu-lar que la atraviesa. En los casos" en que un solo
detector no provea información fidedigna acerca de las
variaciones de tráfico, o la longitud de la cola sea
considerada excesiv.a, será conveniente d i v i d i r l a en dos o mas
71
secciones. En cualquier caso hará falta un exhaustivo estudio
de ingenieria de tránsito para resolver estas cuestiones. El
sistema sin embargo debe permitir las adecuaciones requeridas.
Con respecto a las vías aisladas pero de importancia tales
como los ingresos a la ciudad, salida de repartos militares,
cruces de tren, etc., pueden colocarse semáforos actuados, es
decir, como ya se explicó, semáforos que respondan únicamente
a la información de sus detectores. Esta clase de semáforos
no forma parte de la red de telecontrol, pero señalemos que el
controlador electrónico descrito en el capitulo I I es capaz de
implementarlo a través de sus entradas, a las cuales llegarían
los impulsos provenientes del detector, el programa interno es
el encargado de administrar el ciclo de las luces del semáforo.
*Los semáforos accionados por peatón son de singular
importancia para la seguridad de los ciudadanos. Estos
contribuyen significativamente a uno de 'los principales
objetivos sociales del control de tráfico cual es la de hacer
de la ciudad un lugar agradable para vivir. Desde el punto de
vista técnico su imp1ementación no entraña mayor dificultad sin
embargo se debe cuidar que la inclusión de este tipo de
semáforo, no interfiera la sincronización de la vía. En la
actualidad existe uno solo de estos aparatos en la Av. 10 de
Agosto junto al parque Julio Andrade, a l l í se ha comprobado el
buen desempeño del mismo en cuanto a protección de las
personas. Así mismo se ha puesto en evidencia la necesidad de
estos aparatos en otros sitios de la ciudad, por ejemplo en el
72
Aeropuerto; en la intersección de Rumipamba y 10 de Agosto,
sitios en los que existen semáforos peatonales pero cíclicos
lo cual en ciertos casos es completamente inútil e incita.a los
conductores a la desobedencia.
3.2 IMPLEMENTACION DEL TELECDNTRGL
Basados en lo expuesto hasta el momento en el presente
trabajo, se establece que un sistejna de telecontrol para
semaf or i zac i ón puede efectivamente realizarce con el uso de un
enlace alámbrico que transporte las señales de control y datos,
los modems que lo posibilitan, un computador origen de los
comandos y centro de recopilación de información, unidades de
comunicación encargadas de enlazar los objetos de control en
el sistema de control y obviamente el controlador electrónico
*de semáforo descrito en el capitulo 1 I .
3.2.1 Método de envio-recepción de telecomandos
El envió de los comandos que ordenan al controlador local
el cambio de su programa de control de luces, se emite .a través
del puerto serie de un computador. La comunicación de datos
se realiza a través de modems conectados a los extremos de una
línea telefónica dedicada que bien puede ser de la empresa de
telecomunicaciones o de propiedad de la ciudad, es decir líneas
tendidas expresamente para fines de control de semáforos.
73
Para la recepción de las señales enviadas por el
computador, llegadas al sitio de los semáforos a través de
modero es necesario construir una tarjeta que se encargue del
manejo del modero receptor asi como de la interacción con los
contro 1 adores locales, asumiendo la función de ínterfaz de
comunicación computador-controlador de semáforo.
La siguiente figura ilustra la manera cómo se ha diseñado
el envió y recepción de telecomandos:
COMPUTADOR
MODEM KX
L.OCPLNOOO DCCOMUNICACIÓN
Gráfico 3.1 : envío-recepción
Realicemos una descripción de los elementos que constan
en el diagrama .anterior, al analizar su naturaleza y usos
74
delinearemos otros elementos que se hacen necesarios para
implementar un sistema de telecontrol.
Notemos que la tarjeta de comunicación está encargada del
manejo del modem y del manejo del controlador local. Es
evidente que cada tarjeta de comunicación irá asociada a un
modem en particular y por tanto a una linea dedicada. Si dicha
tarjeta manejara un solo controlador local, sucederá que
necesitaríamos un modera, una tarjeta, y una linea telefónica
para cada semáforo. Esto desemboca en un sistema demasiado
costoso y complejo.
Se ve entonces la necesidad de que la tarjeta de comunicaciones
maneje un grupo de semáforos, mas concretamente, una via
sincronizada. No se descarta sin embargo que la tarjeta
controle una sola intersección si la importancia de ésta Lo
requiere. La imp1ementación de una tarjeta que controle un
grupo de semáforos, define la necesidad de que a su vez en cada
controlador local de semáforo se disponga de una tarjeta
recxeptora—actuadora cuyas funciones sean las de enlazarce con
la tarjeta de comunicación y además de activar las entradas del
PLC controlador. Por supuesto, se evidencia la nece.sidad de
otro medio de enlace entre los diversos semáforos agrupados
bajo el mando de una tarjeta de comunicación.
Resumiendo la idea, una tarjeta de comunicación abrazará
hasta un máximo de 8 contro 1 adores locales y por tanto un modem
y una linea dedicada enlazarán a hasta 8 semáforos con el
computador. El modem de transmisión puede ser uno solo si se
75
dispone de un periférico conmutador de lineas similar a una
pequeña central telefónica, para que por marcación se acceda
a los diferentes modems de recepción; esto es representado en
I a figura 3.2.
MODETM
K UNIDADCOMUNICACIÓNCU.CD
^JftCTUftOOR
CfO
ft
U.C
OONTROLñDOR
Gráfico 3.2: Sistema de telecontrol con conmutación de lineas
Un manejo dinámico del sistema requerirá .que un
computador, de características no muy exigentes, se dedique a
un solo grupo de semáforos en forma permanente. En el presente
trabajo, éste es el método que adoptaremos porque hace que la
construcción del prototipo sea mas práctica y menos
especulativa; podría parecer oneroso, un computador por cada
8 semáforos, pero el capitulo V nos demostrará que, utilizando
el aparato de características adecuadas, esto 'resulta mas bien
76
económicamente cómodo. El siguiente diagrama ilustra la
inclusión de estos nuevos detalles al conformar el sistema de
te^lecontrol de sema-f orí zaci ón que el presente trabajo plantea.
COt UTPOOR
MOOEM
MODQ1
UNIDPtD D€COMÜNIC(=*CION
DCTECTOR
burm-
RECEPTORACTUAOOR
CR.PO
CONTROLADORCC3
R. ft R.ft
Grá'fico 3.3: Sistema de telecontrol de semaf orí zaci ó n .
3.2.2 Telerespuesta.
Como puede verse en el gráfico anterior, los distintos
grupos de contro1 adores locales están conectados a través de
las distintas tarjetas actúa doras a una subred de tipo bus
común de la cual reciben señales originadas en las tarjetas de
comunicación y en la cual deben vertir las señales de retorno
que confirman la respuesta del semáforo frente a una orden
recibida; la tarjeta de comunicación a su vez envia esta
77
i nf ormaci ón al computador, junto con la i nforrnaci ó n que le
provee el detector.
Ahora bien, al compartir los 8 semáforos un solo medio de
enlace, deben organizarce las señales de respuesta de cada uno
da^ellos, de modo que accedan al bus a intervalos diferentes
de tiempo para que no se confundan o colisionen. Esto seria
una especie de multiplexado en tiempo. La tarjeta de
comunicación por su parte debe estar capacitada para recibir
estas señales de respuesta, luego de impartida cualquiera de
1 as órdenes.
En el capítulo de experimentación serán detalladas el tipo
de señales que se intercambian por el bus común y la manera
cómo se implementa la telerespuesta, por el momento adelantemos
que este medio de enl ace debe ser también un par de cobre,
quizás de tipo blindado.
3.3 CENTRO DE CONTROL
Al tratar sobre las carácter isticas del sis. tema de
telecontrol adecuado, mencionamos que una de las principales
es que la información de detectores y la expedición de órdenes
coexistan en un lugar denominado centro de control en el cual
se procesa la información y se gestiona, la red.
78
Este apartado se encargará de la descripción de tal centro
en cuanto a sus carácteristi cas y funciones, desde la óptica
del sistema que hemos planteado.
3.3.1 Funci ones
Básicamente se distinguen tres funciones del centro de
control. Procesar información de tráfico, gestionar la red
.y, coordinar operaciones de administración y mantenimiento.
Toda la información disponible de tráfico en la ciudad,
deberá 1 legar al centro de control : los datos de los
detectores que permitirán conocer cuantitativamente el flujo
vehicular, en cualquier via y a cualquier hora; la información
de la red de televigilancia la cual sería paralela a la red de
telecontrol, y que por medio de un sistema de televisión sirve
para aportar información visual acerca de el estado de
circulación en vías e intersecciones de principal interés.
La información de un sistema de radiocomunicación también
converge a este centro y se origina en las patrullas de
tráns i to.
El plano representado en la figura 3.4 es un ejemplo
típico de la disposición física del centro de control; está
extraído de la referencia (3).
79
Una planta superior a la presentada en el plano del centro
de control deberá ser destinada para colocación de cables,
controles de temperatura y humedad, energia de emergencia,
bodegaje, etc.C3:)
RECEPQONw.c.DAMAS
I CUAKTODe CQUIKJ
CUAffTO DeL COMPUTADOR
Y KOUETO* PCFBFEHICOSW.C.CABALLEROS
SALA \E
OBSERVACIÓNY De
CUAKTO DCDC
OCO44UK1C
CUARTOCQLHf>O
ELECTWCO
CENTRO DE CONTROL DEL 401 IBICROCP
Gráfico 3.4: plano de un centro de control tipico
80
3.3.2 Organización y Ubicación.
Físicamente, en el centro de control se ubican el o los
computadores de tráfico y sus equipos periféricos, paneles para
visua1 ización gráfica y detección de fallas del sistema, los
monitores de televigilancia y los aparatos de
radiocomunicación. En este aspecto el plano presentado en el
gráfico 3.4 es sumamente útil ya que muestra cómo se halla
dispuesto un centro de control típico.
Con respecto a la coordinación de operaciones, el personal
a cargo del centro de control, determina las acciones de
control a efectuarse diariamente, así como las políticas para
mantenimiento, tanto de la red física como del software
uti1 izado (actualización) .
Desde un punto de vista operativo, la organización de un
centro de control depende de dos etapas. La primera
consistente en una etapa de estabilización del sistema, con
regímenes altos de falla iniciales, durante los cuales se
necesitará de atención permanente a los computadores y toda la
red'contro1ada por parte del personal encargado. La segunda
etapa concerniente' a una operación diaria y de rutina, cuando
las dificultades iniciales han sido superadas y solo se
requiere de un mínimo de operadores de los subsistemas. Por
el momento ño conviene especular cómo estaría conformada la
administración de nuestro centro de control en ninguna de estas
81
dos etapas ya que aun no está superada la fase de planeación
y pruebas de equipos.
t
3.3.3 Confiabi1idad y disponibilidad
La confiabi1 i dad de todo el sistema, incluyendo el centro
de control, se refiere a la ocurrencia de fallas ya sea debida
a componentes fisicos o a la concepción del software del
sistema operando bajo di versas condiciones.
En cuanto a la confiabilidad de los componentes físicos,
ésta comienza por la debida protección de los contro1 adores
locales contra agentes atmosféricos y blindaje de la linea
fisica; el software por su parte puede incluir rutinas de auto
prueba o selftest del sistema, algún método de control de
errores de transmisión como paridad o redundancia.
Con respecto a la confiabi1 i dad de 1 centro de control,
éste deberá tener un sistema eléctrico de emergencia, sistemas
de aire acondicionado y control de humedad que provean de un
med'ío óptimo para el funcionamiento de los componentes. La
disponibilidad del conjunto dependerá de una adecuada provisión
e inventario de partes de repuesto para todos los subsistemas,
de las politicas de mantenimiento que se adopten y de la
calificación del personal técnico del centro.
82
CONCLUSIÓN
En este capitulo, hemos descrito las prestaciones básicas
de un sistema de telecontrol de semáf ori zaci ón así como la
técnica con la cual planeamos obtener los resultados previstos.
También ha quedado claro, que existiendo diversas maneras de
lograrlo quizás unas más elaboradas que otras, nuestra solución
es la que más -factible resulta de un compromiso entre diseños
e implementación práctica. En el siguiente capirulo serán
absueltas de una manera efectiva las cuestiones técnicas
planteadas por el sistema propuesto.
Notas
1) CEAC Colección, Control Remoto, 1 990
2) DIRECCIÓN NACIONAL DE TRANSITO, Folleto Control de
Semáforos. 1 988
3 ) I-gí I GROUP , Estudio de Pre-f act i bi I i dad del Sistema de Control
de Trá-fico para la Ciudad de Quito. In-forme Final, Quito i 986.
4ÍCODEX, Motorola, The Basics Book of Data Communications, 4th
Edition,.USA, 1 992
83
CAPITULO IV
INTRODUCCIÓN
En el presente capítulo será diseñado el sistema que reúne
las capacidades necesarias para constituir un modelo
experimental para el telecontrol de semáforos, por supuesto,
de una forma consecuente con el estudio que previamente se ha
realizado. En primer término se presentará cualitativamente
su diseño con el fin de familiarizarnos con el objetivo; luego
se realizará la descripción de la imp1ementac ión tanto de
hardware como de software, con todos los detalles importantes.
Finalmente se hará un resumen de los resultados obtenidos
durante las pruebas efectuadas con los equipos desarrollados.
84
4.1 DISEÑO DE UN MODELO EXPERIMENTAL BASADO EN EL ESTUDIO
PREVIO
La implementacíón del sistema previsto en el capí tu 1 o
anterior demanda básicamente la construcción de las unidades
de comunicación, de recepción—actuación y del software
encargado de la gestión de la red.
Como ya ha sido anotado, la unidad de comunicación es la
.encargada de interpretar los comandos llegados desde el
computador y, ejecutando una orden, emitir señales de control
para los semáforos que están a su cargo, organizar la respuesta
de los mismos y además real izar tareas de conteo de autos. Por
otra parte, la un i dad receptora—actuadora se debe encargar de
la recepción y decodificación de las señales enviadas por la
unidad de comunicación y en base a éstas, activar las entradas
del PLC controlador de semáforo; adiciona1 mente, debe generar
la señal de respuesta a la orden recibida.
%Naturalmente, debe existir un medio de enlace ent.re la UC
y las unidades receptoras al cual se lo denomina con el nombre
genérico de subred.
En cuanto a software, el sistema requiere de un programa
en el computador, que le permita efectuar las tareas de
control, monitoreo y almacenaje de los procesos y datos
generados por la red.
85
Una descripción en detalle de cómo están conformadas las
unidades y el software mencionados pondrá de manifiesto las
técnicas que imp1 ementarán el sistema planteado.
4.1.1 UNIDAD DE COMUNICACIÓN
La función de este módulo incluye la recepción de datos
llegados desde el computador vía modem, el envío de órdenes a
1 os semáforos, la organización de la respuesta in d i v i dua1 de
los mismos para ser enviada de vuelta al computador y además
la recepción de pulsos provenientes del detector de autos con
la cual.se imp1 ementará la medición de flujo vehicular.
Debido a estas funciones de enlace entre los aparatos de
control de tráfico y un computador, se le ha'definido con el
nombre de unidad de comunicación í UC). Como podrá apreciarse,
la función de la. UC es compleja, por ésta razón se determina
que un microcontro 1 ador es el elemento adecuado para basar su
d i seño.
%Lógicamente el microprocesador necesita de una memoria de
programa; la comunicación con el modem requiere de una interfaz
tipo serie, el envió y recepción de señales hacia los semáforos
requiere de un sistema de entrada salida analógico y,
finalmente, debe preverse una entrada para, el detector de
carros. El siguiente diagrama de bloques ilustra la
conformación de la UC.
86
Gráfico 4.1: Componentes de la UC
A continuación se realiza la justificación y descripción
de cada uno de los bloques presentados.
Bloque microcontrolador: Incluye, además del chip
microcontrolador, los elementos básicos para su funcionamiento
como son memoria EPROM (que se puede borrar por medio de luz
ultravioleta), "laten" y cristal. El programa almacenado en
la memoria, le permite al microcontrolador reconocer la. palabra
de comando enviada por el computador, una vez que esto se ha
efectuado, enviar hacia el bloque DTMF una combinación binaria
que será convertida en una combinación de tonos. Uno de los
puertos de entrada/salida es destinado para recoger la
información de respuesta originada en las unidades de
recepci ón-actuación (URA) . Una interrupción externa será la
encargada de ingresar al sistema de proceso la información
llegada desde el detector de autos.
87
Bloque ínterfaz RS-232: La comunicación entre la UC y e 1
computador es asincrona y se logra a través de moderas. Por
supuesto, la conexión entre el raodem y la UC es de tipo serie,
con norma RS-232 y , puesto que el puerto serie del
microcontroíador no maneja niveles de voltaje RS-232, se hace
necesario una conversión de los mismos al tiempo que se
invierte su 1 ógica. Esto último junto con la provisión de
señales para el manejo o "handshake" del modem se implementa
en este bI oque.
Bloque DTriF (Txí: Este bloque es el encargado de prolongar el
alcance del microcontroíador hasta los semáforos por una linea
de subred de hasta 2 kilómetros de longitud, mediante
conversión de las combinaciones binarias que representan
órdenes, en combinaciones analógicas de tonos normalizados como
1 a Dua 1 Tone Mu 1 ti Frequency (DTMF) que es la,misma que se usa
para marcación telefónica.
Bloque detector de tono: El método de telerespuesta adoptado,
mediante el cual cada unidad receptora—actuadora emite un tono
cada cierto intervalo de tiempo después de recibido un comando,
^hace necesario que la UC sea capaz de detectar dicho tono de
respuesta; esto se hace a través de este bloque que convierte
la presencia del tono en un pulso positivo mismo que es
entregado al microcontroíador para su procesamiento.
Bloque acoplamiento: se encarga de interconectar la entrada
y salida de señales analógicas de la UC hacia la subred. Su
88
función es entonces la de acoplar las impedancias y de eliminar
la componente DC proveniente de los circuitos activos.
Bloque entrada de detector: realiza la conexión entre la
entrada de pulsos provenientes del detector de autos con una
de las interrupciones externas del microprocesador.
Subred: se ha denominado asi al conjunto de enlace fisico y
todos los actuadores y semáforos (8 como máximo) que están a
cargo de una UC. El medio de enlace es una linea de
.transmisión formada por un par de cobre entrecruzado, blindado
que transporta señales analógicas entre la UC y las URA.
Posteriormente, al tratar sobre imp1ementación del
prototipo, detaí laremos los componentes y técnicas uti1 izadas
en la construcción práctica de estos bloques, por el momento
continuemos la descripción de las unidades.
4.1.2 UNIDAD RECEPTORA-ACTUADORA
Esta unidad consiste de una tarjeta electrónica capaz de
detectar las señales DTMF provenientes de la UC y
decodificarlas, para entonces activar las entradas del PLC%
controlador de semáforo.
Es también función de la unidad receptora-actuadora (URA)
emitir en la linea de subred el tono de respuesta a intervalo
correspondiente. El siguiente diagrama de bloques ilustra la
constitución de una URA.
89
CONTROt-PDORDE
Grá-fico 4.2: Componentes de la UR-A
B 1 oque DTNF f Rx ) : Este b 1 oque real iza la -función inversa al
bloque DTMF (Tx ) descrito en la UC, es decir, recibe una
combinación analógica de tonos y entrega la combinación binaria
correspondiente. En definitiva, los bloques DTMF posibi1itan
la transmisión de contadas combinaciones binarias a distancias
no convenientes para TTL o RS-232, mediante la transmisión de
señales analógicas.
Bloque codificador: Su funcí ón es activar una sola de sus 8
salidas en base a la combinación binaria presente en ese
momento en sus entradas.
90
Bloque interruptores: tal carao se vio en el capítulo I 1 ,
activar una entrada del PLC consiste en cortoe ircuitar dicha
entrada con el punto común. Esta tarea es efectivamente
realizada por este bloque.
^ La operación de telerespuesta se origina en los bloques
transición, monoestable y oscilador; el método de la misma se
describe a continuación junto con los bloques correspondientes.
Bloque transición: es el encargado de proporcionar una
.transición negativa (de 1 a O lógico) en cuanto se abre un
interruptor accionado. Esto asegura que el ciclo recepción-
ejecución de una orden sea detectado al finalizar, dándose
entonces inicio a un ciclo de respuesta. El siguiente gráfico
ilustra esta explicación:
LLEGADA DEICOMANDO
DE: ORDEN
CICLO DERESPUESTA
\
Gráfico 4.3: generación de transición
91
Bloque monoestables: El impulso negativo al final de la
ejecución de una'orden, dispara el raonoestable 1 el cual está
programado para proveer un tiempo activo tA al final del cual
la transición negativa, que a su vez produce, dispare el
monoestable 2, programado para proveer un lapso activo tB.
Esto es ilustrado por el siguiente diagrama:
CICLO DEEJECUCIÓN
MONOESTABI_E: i
MONQESTPf* F 2.
Gráfi co 4.4: Tiempos monoestables.
El intervalo.de tiempo t A í n ) es el lapso que debe esperar
el correspondiente receptor-actuador ín) para inyectar en la
subred un tono de respuesta' de duración tB. , E1 tiempo tB es
constante para todos los actuadores mientras que el tiempo tA
es carácteristico - de cada uno de ellos; observemos que
tA(n+l J-tA(n) tB
Dado que es suficiente que tA(n+l)-tA(n) = tB, y
escogiendo tAl=tB, resulta que los' tA forman una proporción
aritmética entre si, de razón tB, de modo que tAn = n . tB
siendo n el número del semáforo considerado. De esta manera tA
y tB son relacionados a través de n, por ejemplo, para el
92
semáforo numerado como cuarto tA = 4.tB. Es necesario señalar
que los monoestables deben ser tales que un.a, vez disparados,
no puedan ser activados por otros redisparos 'posibles, con el
fin de permitir la finalización de un ciclo antes de dar paso
a otro. El siguiente diagrama esquematiza la alineación en
tiempo resultante del sistema de monoestables planteado:
EXTEICUCION
SEIMAF 1
SETMAF S
SEMAF 3
SEMAF A
SETMAF 5
SEIMAF 6
SEMAF 7
SEMAF 8
LINEA TX
MONITORIO
tB
tR
tA
t
tB
p
tA
t
tB
3
tA
t
tB
3
tB
tB•
tB
tB; .
I I I I I I Itm
CICLO DE: RESPUESTA
tR
Gráfico 4.5: Diagramas de tiempo de pulsos de respuesta
93
La figura denominada "monitoreo" en el gráfico 4.5,
corresponde a un programa del microcontro1 ador iniciado justo
cuando este deja de activar el DTMF Tx para que, considerando
un retardo infinitesimal en la linea de transmisión, la
presencia i n d i v i d u a l de respuesta pueda ser reconocida. Cada
pulso de "man i toreo" representa el instante en que el
microcontro1 ador adquiere el estado lógico de la salida del
detector de tono; si está activa, significa presencia de tono
y por tanto respuesta pos itiva proveniente del semáforo. Al
final del ciclo se obtiene un registro de cuales semáforos han
.confirmado respuesta lo cual se organiza como un mensaje a ser
enviado al computador para el procesamiento de la
telerespuesta.
Bloque oscilador: es el generador del tono de respuesta que
se activa sol amenté durante el intervalo tB, por acción del
monoestable 2, Cabe señalar que este oscilador debe generar
una frecuencia tal que la interferencia entre ésta y las
frecuencias del DTMF, sea minima.
Bloque acoplamiento: es utilizado tanto para acoplar las
unidades receptoras-actuadoras a la linea de subred, como para
detener el paso de componente de DC a la misma.
A.1.3 PROGRAMA DEL COMPUTADOR
En el computador se realizan dos operaciones básicas;
envió de comandos hacia los semáforos y almacenamiento de datos
de tráfico. Desde luego, se espera que esto sea realizado en
* 94
•forma simple desde el punto de vista del operador, facultando
para el estudio de los datos que se han almacenado. Los datos
que principalmente deberán ser almacenados son un registro de
los comandos emitidos, las respuestas correspondientes
obtenidas .y datos de flujo de carros, todo convenientemente
fechado y listo para imprimir. En el siguiente ítem, al final,
se describirá como se ha efectuado dicho programa, por el
momento señalemos que estará basado en el manejo del puerto
serie y de archivos aleatorios en disco .
4.2 IMPLEMENTACION Y CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO
4.2.1 Diseño del Hardware.
La UC y las URA han sido descritas cualitativamente,
corresponde a este apartado describir cuantitativamente su
imp1ementación circuital, con lo cual se definirá también el
s istema ideado para proveer de control remoto a los nuevos
semáforos. Se presentará una breve descripción de los
circuitos integrados que se usen, como paso previo a la
justificación y modo de empleo de los mismos en nuestro
proyecto. La figura 4.6 contiene un diagrama de bloques que
presenta la estructura de UC y UR-A juntas para poder apreciar
mejor el diseño que debemos reati zar. Hay que tener presente
que 1 as URA son idénticas excepto por la constante de tiempo
tA, por lo cual en este trabajo, una sola de el las será
construida, más exactamente la correspondiente al cuarto
semáforo; también aclaremos que la 1ongi tud , de la 1inea de
subred será simulada en su atenuación para la realización de
pruebas.
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Grá-f ico 4 . 6 : Diagramas de b l o q u e s c o n j u n t o UC y UR-A
96
Bloque DTMF Tx y Rx.
La DTMF o "touch tone" como también se la conoce, es
ampliamente usada en telefonia en señales de línea para
marcación de número de abonado. Ya que ofrece un método seguro
para codificar analógicamente señales discretas, es una
excelente alternativa para comunicar a través de un par de
cobre la UC con los semáforos; la DTMF consiste en asignar a
cada dígito la suma de dos tonos normalizados tal como se
presenta en la siguiente tabla:
Fi la 0
697 Hz
Fi la 1
770 Hz
Fi la 2
852 Hz
Fi la 3'
941 Hz
Co 1 umna 0
1209 Hz
1
4
7
•
Co 1 umna 1
1336 Hz
2
5
8
0
Co 1 umna 2
1477 Hz
3
6
9
#
Co 1 umna 3
1633 Hz
A
B
C
D
Tab la 4.1: Frecuencias usadas por la DTMF .
Por ejemplo, al marcar el dígito 8 se activa la generación
de los tonos fila 2 y columna 1, es decir 852 Hz mas 1336 Hz.
Con un osci 1 oscopio* podr í amos observar las siguientes señales:
97
Tono 852 Hz
i.ia
Tono 1336 Hz
98
Dígito 8
En el lado de recepción un circuito complementario
recibirá la suma de los tonos y devolverá .una combinación
binaria que representa al dígito 8 o cualquiera que haya sido
receptado. La razón de que cada dígito sea codificado con dos
tonos en lugar de uno solo radica en que la inducción -fortuita
de señales de -frecuencia vocal en la línea de transmisión
provocaría una falsa detección y de este modo una baja
confiabilidad del sis tema que usa monofrecuencia. En este
sentido, es mucho menos probable que una señal extraña contenga
precisa y simultáneamente los dos torios requeridos por la DTMF
para ía decodificación. En la actualidad las tareas DTMF son
muy precisas y están contenidas en circuitos integrados
híbridos complejos. En la presente aplicación se utiliza el
99
circuito MM 53130 para transmisión y el circuito SSI 75T202
para la recepción.
El MM 53130 es un generador DTMF de tecnologia CMOS que
requiere de cuidado en su manipulación por peligro de cargas
estáticas. Es un sintetizador de frecuencias que genera los
tonos deseados a partir de un oscilador de 3.579545 MHz con
cristal externo. Puede ser accionado por teclado o por una
combinación binaria presente a sus entradas. Provee muy baja
distorsión de armónicos y da preénfasis a las frecuencias de
grupo alto es decir las de columnas. Cuenta con señal de
habilitación de salida (tone disable) sin la cua1 ésta tendrá
alta impedancia y puede trabajar con fuente simple de 5 V. El
retardo entre la entrada y la salida está entre 3 y 4 ms. En
el anexo B constan las hojas técnicas para mayor información
sobreesteCI.
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Gráfico 4.7: Circuitos DTMF
100
El circuito integrado SSI 75T202 es el receptor DTMF, es
también construido en tecnologia CMOS y requiere de un cristal
externo de 3.579545 MHz para referencia de frecuencia. A sus
sal idas provee de una identificación en binario o en
hexadecimal del touch tone detectado. Sus salidas son
compatibles con TTL. Provee una salida de validación de datos
que en este caso será usada para la habilitación del
cod i fi cador.
Este CI es de alta escala de integración LSI, incluye AGC,
desénfasis, filtrado, referencia de voltaje y procesamiento
digital de senales. Como observación, podemos señalar que el
SSI 75T202 es resultado de una larga experiencia dentro de la
DTMF < : L > . El tiempo que este CI requiere para detectar es
menor a 50 ms. lo cual debe tenerse en cuenta al programar la
activación del transmisor. Trabaja con fuente de 5 V. y
detecta señales de hasta -32 dBm sobre 600 ohmios es decir,
unos 20 mV. con una relación tono alto/tono bajo de entre -10
y +10 dB. Su impedancia de entrada es de alrededor de 100 Kohm
en paralelo con 15 pF. Este último dato es de importancia al
diseñar el bloque de acoplamiento.
Las conexiones realizadas para su funcionamiento son muy
simples y se detallan en la hoja de especificaciones (ver anexo
B), sin embargo anotemos que debido a que es un CI delicado y
relativamente caro, se ha protegido su alimentación con un
zener para sobrevoltaje y con un condensador de 0.1 uF contra
ruido proveniente de la fuente.
101
Bloque Codificador
Consiste de un codificador digital 3/8 cuyas entradas
constituyen las salidas del DTMF Rx. Ya que sus salid as
activan los interruptores del PLC, el codificador es el
encargado de interpretar la información llegada a través de la
subred y hacerla efectiva para el controlador del semáforo.
Adicionalmente, su entrada de habilitación es comandada por la
correspondiente "Data Valid" del SSI 75T202. El CI que se ha
utilizado para realizar esta función es el 74LS138 cuyas
•salidas activas en bajo permiten manejar transistores PNP con
los cuales se implementan los interruptores del PLC.
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Gráfico 4.8: Circuitos decodificador y monoestable.
Bloque Transición
Este bloque se encarga de generar la transición negativai
que dispara el sistema de monoes tab 1 es . Se lo ha ímplementado
102
mediante una compuerta AND de dos entradas, proporcionada por
él CI 74LS08. Las entradas a la compuerta AND provienen la una
del receptor SSI 75T202 con su salida de validación de dato
"DV" y la otra del led "RUN" del PLC, que a través de una
fotorresistencia indica que el aparato está corriendo un
programa y que se halla funcionando. El siguiente gráfico
muestra este detalle:
VCC Tn-ans i c i on
Gráfico 4.9: i mp 1 ementaci ón del pulso de disparo
Bloque Flonoestables
Como ya anotamos, es en este bloque donde se organiza la
respuesta individualizada de los semáforos . Las
caracteristicas requeridas son la exactitud de los tiempos
activos y el disparo activado por transición, ignorando
posibles redisparos'dentro del ciclo. Estos requerimientos son
103
satisfechos por el C I SN 74121, no así por el timer LM555 que
requiere de un ancho de pulso rainimo para ser disparado menor
que el tiempo del raonoestable pretendido. El SN 74121 es un
multivibrador monoestable con entradas Schmitt trigger; su
tiempo activo es programable de 40 ns a 28 segundos con
constante externa. Provee de excelente inmunidad contra el
ruido a su entrada y contra ruido de fuente evitando así
disparos falsos. Suministra pulsos de salida complementarios
Q y Q. cuyas duraciones, una vez disparado el monoestable,
dependen exclusivamente de ios componentes externos RC. La
estábilidad del ancho del pulso es prácticamente independiente
de Vcc y de la temperatura. En los anexos consta la hoja de
especificaciones de este chip para mayores detalles de su
construcción y funcionamiento.
Una vez descrito el CI con que se imp 1 ementarán los
monoestables, corresponde efectuar el cálculo de las
respectivas constantes de ti e m p o; para eso revisemos algunos
criterios previos. En primer lugar los intervalos de tiempo
deben ser lo bastante amplios como para asegurar su recepción
y su manejo, que no sean demasiado angostos pues podrían pasar
inadvertidos por eí sistema de reconocimiento. Tampoco pueden
ser dichos intervalos demasiado largos porque si bien aseguran
su detección, la respuesta desde los contro 1 adores hacia la UC
y hacia el computador puede tornarse demásiado lenta.
Analizando ciertos valores, veremos en que orden de magnitud
se hallan los tiempos adecuados.
104
Al tratar más adelante sobre la iraplementación del
oscilador justificaremos su -frecuencia de .2200 Hz , por el
momento aceptado este hecho, anotemos que el decodi-ficador de
tono requiere de un mínimo de 50 ciclos para detectar un tono
presente dentro de su ancho de banda (ver anexo B) lo cual nos
da un primer parámetro de determinación de las constantes ya
que 50 ciclos a 2200 Hz son 23 mi 1isegundos, por lo tanto:
t Bmín = 23 ms.
El tiempo total de respuesta (ver grá-fico 4.5) para el
grupo de 8 semáforos está dado por:
tR = tA(8) + tB
tA(8) = 8.tB
tR = 9.tB
De la última expresión, con tB rain = 23 ms, resulta
tR mín = 207 ms. Si bien estos valores nos darían una
respuesta considerablemente veloz, en la práctica para nuestro
sistema, es difícil controlar pulsos tan cortos con
conf iabi l.i dad , además una respuesta relativamente rápida estará
en el orden de segundos ya que los cambios de programa de un
semáforo son realizados contadas veces al día. Con estos
criterios, y teniendo en cuenta experiencias realizadas con
constantes mas pequeñas, se determinó como adecuado el valor
de 400 ms para el tiempo tB . Con este da.to, resultan los
valores para la constante tA que pueden apreciarse en la tablat
4.2.
105
Con estos datos, el periodo de respuesta tiene una
duración de tR = 9.tB - 3.6 segundos lo cual no constituye una
espera demasiado larga. Para acceder a la mitad de los pulsos
donde es mas segura la detección unívoca de las respuestas, el
inicio del monitoreo (ver gráfico 4.5) se realiza a:
tm = tAl + i/2 tB = 3/2 tB
Con tB = 400 ras se obtiene tm = 600 ms a los que se
añadirán los 400 ms sucesivamente hasta completar tR. Estos
.tiempos deberán ser generado con una buena exactitud por el
microprocesador. Con los tiempos señalados, sabiendo que para
los monoestables la constante de tiempo t está dada por t= 0.7
R.C y que los R y C máximos son 40 K ohm y 1000 uF
respectivamente, obtenemos RB = 26 Kohm y CB. = 22 uF para la
cons tante tB.
En la siguiente tabla, se incluyen los valores de RA y CA
necesarias para la constante tA de cada semáforo:
# Semáforo
1
2
3
4
'5
tAís )
0.4
0.8
1 .2
1 . 6
2.0
i
RAtohm )
25974
34362
36474
22857
28571
CA(uF)
22
33
47
100
100
106
6
7
8
2.4
2.8
3.2
34285
40000
20779
100
100
220
Tabla 4.2: Constantes de tiempo y sus valores de R y C
Si bien los valores de resistencia obtenidos no son
disponibles en el mercado, no es menos cierto que los valores
de los condensadores e 1 ectro 1 i t i eos tienen sus tolerancias
hasta en un 20% por lo cual es recomendable hacer que la parte
resistiva de la constante esté -formada por una resistencia fija,
en serie con un potenciómetro de precisión a fin de calibrar
cada UR-A . Así, para el cuarto semáforo cuya constante
impl ementaremos, CA = 100 uF y RA = resistencia fija de 18 K
ohm + potenciómetro de 10 K ohm.
Oscilador y detector de tono
Cerrando el lazo orden-res puesta están los -bloques
oscilador, y detector de tono. El oscilador va incluido en las
URA y el detector de tono en la UC , tal como puede verse en la
figura 4.6. La -función del oscilador es generar el tono de
respuesta cuya inyección en la linea de subred es controlada
por los monoestab 1 es . La frecuencia del tono de respuesta está
establecida en base a un criterio de minima interferencia con
las señales de DTMF y entre sus respectivos armónicos. Es
decir fR O (697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1477, 1633, 2091,
1 107
2310, 2418, 2556, 2672, 2832, 2954, 3266). El espectro de las
frecuencias anotadas gráfica la posición de estas componentes:
/ X / X / X / X / X / X / X / X
2100 H300 2600 2~700 3100 33(20
BW o
Gráfico 4.10: espectro de DTMF y armónicos
Re su Ita evidente que la frecuencia de 2200 Hz es la mas
adecuada al estar separada alrededor de 100 Hz de sus vecinas.
Esto debe ser asi ya que el decodificador de tono tiene un
rango de detección dentro del cual toda señal de al menos 20
mV , activa la salida.
Definida la frecuencia de 2200 Hz, conviene ahora
describir cómo se la genera y cómo se controla su ingreso a la
linea de transmisión. Lo ideal seria generar un tono, es decir
una oscilación senoidal de frecuencia pura de 2200 Hz . Para
esto se podria utilizar el Cl EXAR 2206 cuya distorsión
armónica sumamente baja es de alrededor del 1%, sin embargo sus
requerimientos de polarización Vcc — Vdd > 10 Voltios lo hace
complicado para incluirlo en una tarjeta de fuente simple de
108
5 V. Por contraparte el CI LM 555 utilizado como aestable
provee excelente estabilidad de frecuencia, capacidad de carga
suficiente y precio muy inferior al EXAR. La única precaución
que debe tomarse es que no entrega una serial senoidal sino una
oscilación cuadrada por lo tanto es necesario verificar sus
armónicos y su simetría. Para el LM 555 en conexión aestable
(ver anexos) los tiempos en alto y en bajo están dados por las
siguientes relaciones:
-ti
Gráfico 4.11: Ciclos generados por el aestable con LM 555
Donde: ti = 0.693 (Ra + Rb) . C
t2 = O.693 (RbJ . C
f = l/ítl+t2) = 1.44/(Ra + 2Rb).C
Para conseguir la simetría mencionada ti = t2 que dará por
resultado una onda prácticamente cuadrada. De las hojas de
especificación del LM 555 Ra + 2Rb = 10 K ohrn para C=70 nF
Si ti = t2 entonces Ra « Rb
Rb = 4.7 K ohm
1O9
Ra = 470 ohm
Ra + Rb = 9870 ohm aproximadamente los 10 k orah
C = 1.44/dO kohm . 2200 Hz )
C = 65 nF
Se escoge C = 68 nF y Rb una resistencia -fija de 3.3 kohm
en serie con un potenciómetro de 5 kohm. Con respecto a sus
armónicos, una onda cuadrada tiene componentes armónicas
impares por lo cual en este caso serán generadas las
-frecuencias de 6600 Hz, 11000 Hz, etc, que a mas de irse
debilitando, no interfieren con los tonos de la DTMF. E1
siguiente gráfico presenta el oscilador diseñado:
10
Ra < -470 OHM
BB
Gráfico 4.12': generador del tono de respuesta
110
Con respecto a la inyección del denominado tono de
respuesta (aunque es claro que no es simplemente un tono) en
la linea de subred, cabe indicar que se aprovecha la
característica de un oscilador fuertemente rea 1 i mentado como
el aestable descrito que es la de oscilar inmediatamente
después de ser al imentado para que, por medio del control de
paso de corriente de polarización, se logre la presencia a
voluntad de la señal en la linea. El gráfico 4.13 ilustra este
método de control. Como referencia anotemos que abrir y cerrar
un switch mecánico a relé para controlar el paso del tono de
respuesta hacia la línea resulta demasiado lento para estos
fi nes.
i_ i NE:A PE: SUBREIP
OSCILADOR
veo
MOMOEISTPlBI—EI
Gráfico 4.13: control de inyección del tono• de respuesta
111
Ta1 como puede apreciarce en el gráfico anterior, el
transistor es llevado a saturación por la presencia de una
señal en su base proveniente del raonoestable dando paso a la
corriente de polarizaci ón del oscilador cuya oscilación es
enviada por conexión permanente hacia la linea de transmisión
de la subred. Como precaución, la frecuencia asi generada debe
ser ajustada con polarización a través del transistor; esto se
logra saturando permanentemente el transistor y calibrando el
potenciómetro disponible para el efecto Rb.
Detector del tono de respuesta
Se lo irap1 ementado en base al CI LM 567 "tone decoder",
el cual cambia el estado lógico de su salida al detectar una
frecuencia dentro del ancho de banda al que está sintonizado;
su forma de utilización consta en las hojas de especificaciones
asi como en la referencia 1. La frecuencia central de
operación fo y el ancho de banda BW están dados por;
fo(Hz) = l/(1. 1 Rl.Cl}
BWCX) = 1070 x/(Vl/fo.C2
Donde:
C2 capacitancia en el pin 2 expresada en uF.
Rl y Cl son componentes externos
VI es el voltaje rras de la señal de entrada. En la
expresión de BW se ve la necesidad de que el voltaje máximo de
* 112
entrada sea pequeño y aproximadamente constante por lo cual se
determina que un limitador activo deba ser colocado antes de
que la señal ingrese al detector.
Con estas expresiones junto con la frecuencia establecida
de 2200 Hz y el voltaje de entrada de alrededor de 400 raVrms
que entregará limitador, se determina que para un ancho de
banda de 100 Hz como el requerido, se necesite un C2 = 10 uF.
El siguiente gráfico ilustra las conexiones realizadas para la
implementación del detector de tono:
OUT
0.1 uF
2.2 uF
Gráfico 4.14: circuito detector de tono
113
Para conseguir que VI <: 400 mVrms,: se requiere un
limitador activo ya que la amplitud generada por el oscilador
de 2200 Hz es aproximadamente de 3 V pico y la atenuación en
la linea de subred es pequeña. Este circuito se implementa en
base al amplificador operacional LM 301N de propósito general,
junto con los diodos de señal 1N 914, como, se muestra en el
siguiente gráfico:
INOUT
uF
Gráfico 4.15: circuito limitador de amplitudi
\e interruptores
Dado que las entradas del PLC pueden activarse por medio
de la saturación de 'transistor tal como fue especificado en el
114
capítulo II, el bloque de interruptores normalmente abiertos
consiste simplemente de un grupo de 8 transí stores preparados
para operar en corte y saturación, cuyas bases están
controladas por las salidas del circuito decodificador SN
74LS138. El transistor utilizado es el ' 2N 3722 PNP de
propósito general. La resistencia de base de 4.7 kohm y la
resistencia de entrada al PLC de 4.3 kohm, aseguran un voltaje
co1ector-emisor de saturación de alrededor de 0.1 voltios. El
siguiente diagrama ilustra uno de los interruptores:
Gráfico 4.16: circuito interruptor electrónico
Bloques acoplamiento
Existen tres secciones de acoplamiento, dos en la UC y una
en la UR-A . En la UC , el acoplamiento a la línea de subred se
realiza por medio de un transformador de audio 1:1 de 600
ohmios de impedancia para aislamiento galvánico, ad i ci ona 1 men te
deben colocarse capacitores de paso para desacoplar la
componente de DC, tal como se ve en el siguiente gráfico:
115
1 K
-470 LJF
E/S
O. HACIA El-L.IMITADOR
20 KoHm
Gráfico 4.17: Red acopl adora UC-Subred
Ya que la salida del generador presenta alta impedancia,
cuando está deshabilitada (entrada "tone disable" = O), una
señal entrante se irá casi integramente .hacia el bloque
detector de tono; por otra parte, una señal de salida,
encuentra 600 ohmios hacia el transformador y 20 kohmios hacia
el detector por lo que su corriente pasa prác t i camen.te ^todo
hacia la salida. También cabe recordar que el sistema está
hecho para que en ningún momento estén presentes señales de
comando y de respuesta simultáneamente en la linea de subred,
por lo que no existe posibilidad de detección falsa, aún asi
la interferencia ha sido minimizada al deducir la frecuencia
de respuesta en base a las frecuencias de comando.
116
La red acopladura RC entre la subred y la UR-A está
formada por capacitores de paso, y una resistencia variable que
permite mostrar a la UC una impedancia conjunta de 600 ohmios.
El si guíente gráfico muestra esta red.
El criterio para el cálculo del valor de dichos
condensadores es simplemente que la impedancia resultante a la
minima frecuencia de paso, sea despreciable frente a la
resistencia de carga asi por ejemplo el condensador Cl debe
presentar una impedancia mucho menor a los 100 kohra de entrada
al DTMF Rx, es decir menos de 10 kohm, lo que significa que Cl
sea mayor que 27 nF, en este caso se ha colocado Cl = 100 nF.
C2 por su parte debe presentar menos de 60 ohm, con lo cua1 C2
debe ser mayor a 1 uF, en este caso se ha puesto de 10 uF
puesto que tienen casi el mismo precio.
0 . 1 uFHACIAEL RECEPTOR
INPUTDESDEEL OSCILADOR
10 LlF
100K
Gráf ico 4.18: red acop l adu ra RC de la UR-A
117
Finalmente debe realizarse el acoplamiento de la señal de
en t1 rada proveniente del detector de carros. En vista de que
el detector corresponde a otro sistema, con fuente de
alimentación independiente, debe evitarse cualquier peligro a
1 a UC debido a polarización equivocada, sobrevoltajes y ruidos
eléctricos diversos que podrian ocurrir en la c a l l e ; para esto
se dota de un optoacop1 ador a la entrada de detector con lo
cual se obtiene perfecto desacoplamiento galvánico. El
diagrama circuital de la UC incluye este nuevo elemento.
Hasta el momento se ha diseñado el hardware que servirá
para la comunicación entre la UC y sus URAs, en este momento
corresponde describir la conformación del cerebro de la UC que
no es sino el microprocesador con el programa almacenado en la
memoria.
En primer lugar describiremos los CIs. se 1eccionados 'para
luego realizar el diseño del software requerido y que es el que
dará utilidad a los diseños presentados.
Bloque interfaz serie
Provee a la UC de la interfaz serie RS 232 tanto en su
parte el éctr ica y mecánica como en su parte 1 ógica y de
"handshake".
La parte mecánica se realiza mediante el conector DB-9 con
que cuenta la UC, la parte eléctrica, de conversión de niveles
de voltaje se consi gue con los CI MAX 232 cuya función es la
* 118
de convertir el 1 lógico de -10 Voltios y el O lógico de + 10
Voltios, a los 5 y O voltios que requieren los niveles TTL con
qué trabajan los circui.tos integrados que estaraos usando.
El circuito MAX 232 requiere de varios condensadores para
manejo de todos estos voltajes, en base de una sola fuente
simple de 5 Voltios; sus conexiones se presentan en el diagrama
circuital de la UC, donde se han usado los valores recomendados
en la referencia (2).
Las seña les para manejo de modem tales como DTR, RTS, CTS
y DSR, han sido realizadas con ayuda de los pines de entrada
salida del microcontrolador, por supuesto también las de
recepción y transmisión serie, estando a cargo del programa la
administración de las mismas.
Posteriormente, en la descripción y .listado de tal
programa podrá apreciarse como se hace esto, Mas detalles
sobre la comunicación serie pueden encontrarse en. las
referencias (2) y (3).
Sistema microcontro1 ador y programas de manejo de la subred
La disponibilidad de herramientas de software y las
excelentes facilidades que presenta para nuestros propósitos,
definen que el microcontrolador Intel 8031 sea el escogido parai
la realización de nuestro diseño.
119
Se utilizarán además el software ensamblador Cys 8051, el
simulador AvsimSl y el programador de memorias PC 9850. Con
estas herramientas es suficiente para desarrollar los
requerimientos inteligentes de la Unidad de Comunicación.
Inicialmente describiremos algunas características básicas del
8031.
El CI 8031 es una CPU (un i dad centra 1 de procesamiento)
orientada a control, posee RAM interna y puertos de entrada
salida por lo cual se lo define a veces como un microcomputador
en un simple chip. Sus principales características son: .
-Procesador de 8 bits
-RAM interna de 128 bytes
-4 puertos de 8 bits, es decir 32 líneas de entradas/salida
—Canal de comunicación serie, fu 1 1 dúplex
-Manejo de memoria externa de hasta 128 Kbytes (64 Kbytes
en RAM y 64 K'bytes en ROM)
-La mayoría de instrucciones ejecutadas en 1 us.
Desde luego un microprocesador requiere de una memoria de
programa, en este caso, con objeto de desarrollar el prototipo,
120
ha de ser una memoria de solo lectura (ROM) borrable y
reprogramable.
La EPROM 2764- es una memoria de las características
señaladas, que se detallan a continuación:
%-Borrable con luz ultravioleta
—Capacidad de 8 K bytes
—Tiempo de acceso de 200 ns
-Programable a hasta 5ms/byte
PC.PQ. 1
Gráfico 4.19: microcontro1 ador 8031 y EPROM 2764
121
El sistema incluye un "laten" o retenedor 74LS373, un
cristal de 7.37 28 MHz, un sistema de reset, lo cual constituye
un circuito bien conocido que puede venir suministrado con los
correspondientes manuales de operación. Este circuito consta
en el diagrama general de la UC.
Los puertos PO y .P2 del 8031 contienen 1-as direcciones de
memoria y están conectados a la 2764, según consta en el
diagrama 4.21. El puerto PO direcciona los 8 bits menos
s i gn i-f icati vos a través del "laten" 74373 de tres estados,
cuya función es la de implementar el multiplexaje del bus de
direcciones y de datos que requiere el puerto bidi rece iona1 PO.
*Los diagramas de tiempo de los pines ALE y PSEN detallan
esta conexión correspondiente a ciclo de lectura de memoria de
programa; estos detalles constan en los anexos.
4,2.1.1 Descripción del software utilizado en la U.C.
Antes de realizar la descripción del programa, es
conveniente presentar la constitución total de los circuitos
de la UC y de la UR—A, asi como el listado de sus componentes,
a fin de proseguir mas adelante con el detalle de las
operaciones que real iza el microcontrolador sobre los circuitos
que lo rodean. En primer término se presenta el circuito de
1 a UR-A y su lista de componentes:
122
Tffl.TTF
Gráfico 4.¿O: Diagrama circuital de la UR-A
123
Tabla 4.3: LISTADO DE ELEMENTOS UNIDAD RECEPTORA-ACTUADORA
Denomi nací ón
DI
U2
U3
U4, U5
UG
Yl
Rl
R2
R3
R4
* R5
R6
R7
R8-R15
RB
RA
PhRl
R16
Cl
Descr i peí ón
Receptor multifrecuencial
Decod ificador
Tiraer
Monoes tab 1 es
Compuerta AND
Cristal del burst
Resistencia -J- W
Potenci ometro
Resistencia -J- W
Resistencia i- W
Res istencia ir W
Resi stencia i- W
Resistencia i- W
Res istencia -J- W
Resistencia i- W
Potenci ometro + Res istencia
Fotorresistencia
Resistencia -$- W
Condensador cerámico
Valor
SSI 202P
74LS138
LM 555
74 121
74LS08
3.579S45M
1 M ohm
5 K ohm
100 K ohm
470 ohm
4.7 K ohm
270 ohm
4.7 K ohm
4.7 K ohm
27 K ohm
5K+ 18K
1M - 1K
2,2 K ohm
0.1 uF
124
C2
C3
C4
CB
CA
DI
CU-Q9
• PLC
RUN
Condensador electrolítico
Condensador cerámico
Condensador cerámico
Condensador electrolítico
Condensador electrol ítico
Diodo led
Trans is tores
Con tro lador Lógico Programable
Led indicador del PLC
10 uF
0.01 uF
10 uF
47 uF
10 mA
2N 3722
MICRO 1
En la siguiente página se presenta el diagrama circuital
de la Unidad de Comunicación, en la cual se nota que el
microprocesador es el elemento principal a donde convergen
todos los demás cicuitos. Posteriormente se presenta ía tabla
4.5 que contiene el listado de los elementos que conforman la
UC. No se incluye la fuente de DC, ya que ésta junto con la
fuente DC' de la UR—A se presentan en el gráfico 4.22. Hay que
notar que algunos componentes como los leds indicadores,
conectores externos e interruptores, van en la carcaza del
aparato y no en la placa en si..
125
m
Ni co
tn o o -t> fcO o H- pí OQ 3 JN v O a m c o
DE
P
UL
SO
SD
EL
D
ET
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TO
R
Cl*
T2
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V-*
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*rl
«
*l
«-c
.tr le
a
UNIDAD DE COMUNICACIONES
NT
KflD
RS
AL
IDA
«N
ftL
OC
ICA
120
IC
C2
Gráfico 4.22: Diagrama circuital de las fuentes de DC.
Los valores de los componentes se dan de acuerdo a la
fuente de la UC, Fl o de la fuente de la URA, F2;
adicionalmente cuentan con fusibles de protección propios para
tarjetas electrónicas fl de 1A y f2 de 0.5 A, respectivamente:
Fuente
Fl
F2
Po teñe i a
T
(V.A)
7.5, 2
6.3, 0.5
Di odos
1N 4007
IN 4007
Cl
' (uF, V)
4700, 35
2200, 25
C2
(uF,V)
0.1, 100
0.1, 100
IC
uA 7805
78L05
Tabla 4.4: componentes de las fuentes de DC
127
Tabla 4.5: LISTA DE ELEMENTOS DE LA UNIDAD DE COMUNICACIÓN
Denomi nací ón
Ul
U2
U3
U4,U5
U6
U7
U8
U9
TI
DI ,D2
D3,D4
D5.D6
Yl
Y2.
^IS01
QlfQ2
0,3,0.6
DB-9
Rl
Descr i pci ón
Microprocesador
Latch
UV EPROM
Convertidor RS232-TTL
Generador muí tifrecuencial
Decod i -f i cador de tono
Amplificador operacional
I nversor 1 ó g i co
Transformador de audio
Diodos 1 ed
Diodos de señal
Di odos 1 ed
Cristal
Cristal de 1 burst
Optoacoplador
Transistores NPN
Transistores PNP
Conector de 9 pines
Resistencia i- W
Valor
Intel 8031
74LS373
2764
Max 232
MM 53130
LM 567
LM -301
74LS04
600 ohm
10 mA
1N 914
10 mA
7.3728M
3. 579545M
NTE 3040
2N 3904
2N 3702
RS232
8.2 K ohm
128
Cli ,C13
C14-C19
C20
Condensadores electrolíticos
Condensadores el ectrol iticos
Condensador electro lítico
47 uF
10 uF
470 uF
Contando ya con una visión completa del hardware, los
d i agramas de flujo de los gráficos 4.23 y 4.24, ilustran el
software desarrollado.
A continuación se realiza la imp1ementación en mnemónicos
del ensamblador del 8031, para las subrutinas presentadas en
los diagramas de flujo antes mencionados:
Subrutina INICIO: tiene por objeto predeterminar las
condiciones de arranque del microprocesador tales como el
habilitación del puerto serie, el modo de operación de los
timers, las interrupciones que serán habilitadas, la prioridad
asignada a dichas interrupciones, el estado lógico de los
puertos externos inmediatamente después del arranque según
convenga al manejo de los circuitos externos, etc. todo lo cual
constituirá una especie de sistema operativo para e!
microcontrolador en base al que desempeñará las funciones y
operaciones que le sean programadas:
130
ERROR
M e n s A.j e deerror
EJecae ionde
i nstrucc ion
R T A
Qt i tenc i onde
respuesta
MEH
tlensajede
reconociMÍent
Gráfico 4.24: Diagramas de flujo del programa de la UC
131-
C A R G A R
Cargar comando
S f i L I R
Sa l i r a puerto
T l t t v
Esperar uninstante
R T f i
Respuesta
eG r á f i c o 4.23: Diagramas de - f l u j o de p rograma de la UC
132
ORG OOH
AJMP
ORG 03H
AJMP
ORG 23H
AJMP
ORG 30H
INICIO: MOV
MOV
MOV
MOV
MOV
MOV
MOV
MOV
SETB
SETB
SETB
CLR
CLR
RET
INICIO; salta a inicio en cuanto arranca
CARRO; atención a la interrupción externa
COMSE ; atención a la interrupción serie
P1,#OEOH
IE,#91H
SCON,#50H
TCON,#41H
TMOD,t21H
IPf#10H
TH1,#OCOH
TLl,tOCOH
P3.2
P3.4
P3.5
P3.3
P3.4
¡Deshabilita envío de tonos,
¡habilitadas int. serie y externa
;UART de 8 bits
¡Control de los timers e ITO
;Modo de operación de timers
¡Prioridad a interrupción seTie
;Baud rate
;igua1 a 300 baudios
;Habí lita entrada interrupción O
;Predisposición de pines
;para entrada/sal ida
¡Apaga led impulso de monitoreo
;DATA TERMINAL READY ON .
;Instrucción para retorno
Subrutina ESPERA
El proceso se queda en stand by hasta q.ue ocurra una
interrupción de puerto serie o de detector.
Í33
ESPERA: AJMP
*?CQMSE: MOV
CLR
SETB
RET
ESPERA ;ESPERANDO RX DATA
A, SBUF ;tomar el contenido del buffer Rx
RI
P3.4 ; DURANTE EL PROGR. DTE NO LISTO
Subrutina RECON
Al dato capturado desde el buffer del puerto serie, se lo
somete a un proceso de reconocimiento.
TON01: CJNE A,#3iH,TON02;Identificación de comando
AJMP EXE; Si ha identificado la orden, ejecutarla
TON02: CJNE A,#32H,TON03
AJMP EXE
TON03: CJNE A,#33H,TON04
AJMP EXE
TON04: CJNE A,#34H,TONOS
AJMP EXE
TONOS: CJNE A,#35H,TON06
AJMP EXE
TONO6: CJNE A(#36H(TON07
AJMP EXE
TON07: CJNE A,#37H,TON08
AJMP EXE
TONOS: CJNE A,#38H,DETEC; NINGÚN TONO IDENTIF. DETECTOR
AJMP EXE
Subrutina EXE
134
EXE: ORL
MOV
ACALL
MOV
RET
A,#OFOH;So lo los pines de Pi requeridos
Pl , A; sacar hacia Pl el contenido del Acc
TIM ; llamada a subrutina de espera
P1,#OEOH ; desactivar puerto Pl
Subrutina RTA
Tiene por objeto realizar la captura de los pulsos
entregados por el detector de tono, asignándoles instantes de
.tiempo bien definidos de modo que puede ser reconocida cada
respuesta individualmente.
RTA: SETB P1.7 ¡PREPARA AL PIN COMO INPUT
CLR C
MOV B,#OOH
ACALL TIM600 ¡GENERACIÓN DE UN TIEMPO DE 600 MS
ACALL PULSO ; Llamada a subrutina de captura
MOV C,ACC.7 ; Captura del estado externo de" Pl . 7
MOV B . O , C ; A1 macenamiento en registro B
ACALL TIM400 ¡GENERACIÓN DE INTERVALO DE 400 MS
ACALL PULSO
MOV C,ACC.7
MOV B.l, C
ACALL TIM400
ACALL PULSO
MOV C.ACC.7
MOV B.2, C
ACALL TI'MAOO
* 135
ACALL PULSO
MOV C,ACC.7
MOV B.3, C
ACALL TIM400
^ ACALL PULSO
MOV C,ACC.7
MOV B.4, C
ACALL TIM400
ACALL PULSO
MOV C,ACC.7
MOV B.5, C
ACALL TIM400
ACALL PULSO
MOV CfACC.7
MOV B.6, C
ACALL TIM400
ACALL PULSO
MOV C,ACC.7
MOV B.7, C
MOV A,B ; La información de respuesta esta en B
RET
Subrutinas de detección de pulso
La intención de esta subrutina es proveer un método seguro
de captura del pulso presente por alrededor de 400 ms en el
puerto Pl. Para esto se hace el ingreso del valor del puerto
durante aproximadamente 3 ms.
136
PULSO:
RECOG:
%
LOOP:
SALIR:
SETB
MOV
MOV
JNB
AJMP
DJNZ
CLR
RET
P3.3 ;ENCENDER LED DE PULSO DE MONI TOREO
R7,#OFFH
A, Pl
ACC.7,LOOP
SALIR
R7,RECQG
P3.3; Apagar led externo del pulso
Subrutinas de temporización
Se las realiza en base a los timers que provee el
microcontroI ador. Se han realizado dos temporizaciones básicas
muy exactas, en virtud de las cuales se consiguen las demás
(por ejemplo TIM400 = 4.TIM107), estas son TIM107 y TIM. Su
exactitud ha sido medida mediante un programa de pruebas en
loop con el que se ha fabricado un oscilador en un pin del 8031
a fin de medir externamente su periodo.
TIM: MOV
TIEM: MOV
MOV
SETB
NIDO: JNB
CLR
CLR
DJNZ
RET
TIM107: MOV
RO, #OAH ¡Número de veces de repetición.
THO,#OOH ; inicializar los timers
T L O , # O O H
TCON.4
TCON.5, NIDO
TCON.4
TCON.5
R O , T I E M
T1-ÍO,#OOH
137
MOV
ife SETB
NI 107: JNB
CLR
CLR
RET
ERROR: MOV
CLR
ACALL
CLR
ACALL
MOV
ACALL
MOV
ACALL
MOV
ACALL
ACALL
SETB
COMÚN: CLR
ACALL
RET
TLO,#OOH
TCON . 4
TCON.5, NI 107
TCON. 4
TCON.5
Pl,tOEOH ¡DESACTIVO TONO
P3.4 ;DTE LISTO
DSR
P3.5 ;REQUEST TO SEND ON
CTS
A,#4EH ; Mensaje de error NQK
XMIT ; Subrutina de envío por puerto serie
A,#4FH
XMIT
A,#4BH
XMIT
TIM
P3.5 ;REQUEST TO SEND OFF
P3.4 ;DTR ON
DSR
Subrutinas varias
Se han agrupado aquí secciones del programa de uso
generalizado por las otras subrutinas y que realizan tareas
d i versas:
138
CARRO: INC
SETB
RETÍ
DPTR ¡incremento de un registro contador
P3.2 ;Activar este pin como input
¡Retorno de la interrupción externa
CTS MOV
MOV
CPL
JNC
RET
A,P1 ¡SUBRUTINA DE ESPERA DE SERAL CTS
C, ACC.5
C
CTS
DSR; MOV
MOV
CPL
JNC
RET
A,Pi ;SUBRUTINA PARA ESPERA DE SEÑAL DSR
C, ACC.6
C
DSR
XMIT
WAIT
MOV
CLR
ACALL
MOV
MOV
JNB
CLR
SETB
RET
R5, A
P3. 5
CTS
A,R5
SBUF, A
TI,WAIT
TI
P3.5
; SUBRUTINA DE ENVIÓ POR PUERTO SERIE
; RTS ON
;RTS OFF
139
4. ££.. 2 Diseño del Programa del Computador.
Por considerar que presta suficientes fací 1idades para
nuestros propósitos se ha determinado que la programación se
hará en lenguaje BASIC, con el programa Quick Basic V 4.0. En
vista de que el manejo del puerto serie es -fundamental,
real izaremos una rápida descripción de su uso y comandos BASIC
asociados. Posteriormente se presentarán diagramas de flujo
que ilustren la manera en que funciona el programa y algunos
de los importantes segmentos del mismo.
Los computadores personales generalmente tienen uno o dos
pórticos serie. Para manejarlos, el lenguaje programador , los
ve como un archivo de datos de nombre COM en donde es posible
realizar operaciones de lectura y escritura. El tamaño de
estos archivos puede ser definido desde el lenguaje programador
ya que se incluye una sentencia para asignar tamaño al "buffer"
de entrada y salida serie. Adiciona1mente, antes de enviar o
leer un carácter del puerto serie, a éste es necesario abrirlo
y establecer los parámetros de comunicación exacta, que serán
utilizados, por ejemplo la tasa de baudios (baud -rate} o
velocidad con que salen y entran los carateres a tal archivo,
bits de arranque, parada, etc.
ilustraremos el uso del puerto serie en BASIC, mediante
la instrucción que hemos usado para nuestro programa:
OPEN ^0^2:300,N,8,1,DS,CS,GP" FOR RANDQM AS. #1 LEN=25Gi
En donde:
\0
•HND IF
PRINT #1,TECLA$; 'sacar al puerto serie definido, el ASCII
PRINT 'de TECLAS y a pantalla también
PRINT "ENVIÓ: ";TECLA$
B: IF EOF(l) TREN GOTO A 'Si no hay caracteres llegados al
END IF 'puerto, ir a Ai
PUERTO$ = INPUT$ÍLOC(1),tl)'Ingresar un carácter desde el
PRINT 'puerto
PRINT "RECIBO: ";PUERTO$ 'presentarlo en pantalla
GOTO A 'retornar a A
Para realización de pruebas se puede también colocar un
conector RS 232 con loop entre los pines Tx y Rx (2 y 3 ) , de
modo que lo transmitido sea también lo recibido. Con esta
explicación previa es oportuno pasar a la descripción
esquemática del programa computaciona1 que,dirige la operación
y el -funcionamiento de este prototipo de sistema de telecontrol
para semáforos.
El programa de control maneja en realidad a programas
básicos que son los siguientes: Selftest, Control Manual,
Control Autoraático, Mon itoreo de Flujo, Impresi ón y
A 1 macenamiento. De los programas mencionados, Centro 1 raanua1
es el que reúne la carácter isti cas elementales de comunicación,
y en base a este están realizados SeIftest y Control
automát i co.
Los diagramas de bloques de las páginas siguientes
ilustran la estructura de los programas mencionados y la manera
en que hacen uso un'os de otros:
* 142
Cf iRGf iR
Cargar echando
M H I T
Sacarlo al puerto
R E C I B
Receptar respuest
ALHACEH
ftlhacenarrespuesta yconando tx.
I N T E R P R E T A R
Interpretarrespuesta
C A R G A R .
Cargar cortando
X H I T
Sacarlo al puerto
R E C I B
Receptarrespuesta
ALHACEN
Almacenartehporalrtenterespuesta en Gi
Gráfico 4.25: .Diagramas de flujo del programa de contro
14-3
C f i R G A R
Cargar cortando
XHIT
TransMision seríe
RECIB
Receptarrespuesta
GUARDAR
Guardar en Stoi
ESPERA
Esperar un lapso
XMIT
Transhision serie
RECIB
Receptarrespuesta
GUARDAR
Guardar en Sto2
Calcular flujo
flLUfiCEH
filnacenarresultado
Esperar ytohar la. hora
Grá f i co 4 . 2 6 : Diagramas de f l u j o d e l programa de con t ro
144
Con tro 1 Manua1
Con este programa, se puede de una manera simple y
directa, ordenar a la UR-A remota que cambie de programación
al controlador se semáforo. Se puede también pedir a la UC que
envié información de conteo de autos. Desde luego estas
operaciones incluyen reconocimiento de repuesta y almacenaje
en disco de los resultados. El diagrama de bloques" 4.25
ilustra el diseño de este programa, donde las subrutinas
correspondientes, se describen a continuación:
SUB CARGAR: Consiste simplemente en preparar una variable que
será enviada por el puerto serie, cargándola con un código
ASCI I que debe reconocer la UC ya que porta la información del
comando requerido. Por ejemplo:
MANDO$ = "1"
SUB XMIT
OPEN "COM2: 300,N,8,1,DS,CS,OP" FOR RANDOM AS #1 LEN
PRINT #1,MANDOS
RET
= 256
SUB RECIB
DO ^
LOOP UNTIL LOCd ) O O
MODEMIN$=INPUT$ÍLOC(1),#1)
CALL INTERPRETAR '
\ lazo de espera hasta que llegue
carácter
'capturarlo en MODEMINS
1 1 Jamada a sub. interpretar
145
RET
SUB ALMACÉN
TYPE ORDEX 'definición del tipo de variable
FECHA AS STRING*15 'ORDEX, compuesta
HORA AS STRING*15
PROG AS STRING*15
FLUJO AS STRING*15
DIM UC AS ORDEX ' UC es ahora compuesta
FECHA$=DATE$
OPEN "A:\VIA.DAT" FOR RANDOM AS #2 LEN=LEN(UC)'abrir archivo
1 en d iskette
NUMREG = LOFÍ2)\LEN(UC) 'calcular # de elementos en arch.
UC.FECHA=DATE$
UC.HORA=TIME$
UC.PRQG=PROG$
UC.FLUJO=MODEMIN$
NUMREG = NUMREG + 1
PUT #2, NUMREG, UC 'almacenaje en disco
RET
SUB LECTURA
OPEN "A:\VIA.DAT" FOR RANDOM AS ti LEN = LEN (UC)S
NUMREG = LOF(1)\LEN(UC)
FOR N = 1 TO NUMREG
GET #1, N, UC 'sacar variable compuesta UC
GLOSE 'del diskette
146
SUB INTERPRETAR: Ya que la información de respuesta está
almacenada a modo de un carácter ASCI I , es conveniente
convertirla a binario y de a l l í deducir, si existe presencia
de 1 es repuesta afirmativa, de lo contrario es respuesta
neeat i va:
Z$ = UC.FLUJO
V = ASCÍZí)
K - O
DO
K = K + 1
WÍK) = V MOD 2
V = V \
LOOP WHILE V > 2
WÍK+1) = V MOD 2
WÍK^2Í = V \
FOR K = 1 TO 8
IF WÍK) = 1 THEN
PRINT "SI"
ELSE/
PRINT "NO"
END IF
NEXT K
RET
' as ignacíon
'obtención del valor ascii del carácter
'conversión de decimal ,a binario
'calculo del residuo de V dividido 2
'calculo de división entera
'interpretación de resultados
Se 1 -f test
Se pensó conveniente disponer de una rutina de
tcomprobación del enlace, pero sin afectar el controlador de
147
semáforo. De esta manera se puede hacer que una serial que haya
hecho todo el recorrido sea sometida a una prueba a su llegada,
para comprobar el estado del -enlace.
MANDO$ = SELFTEST$
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL GUARDAR1
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL GUARDAR2
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL GUARDAR3
IF GUARDAR1=GUARDAR2 THEN PRI NT "OK"
^ELSEIF GUARDAR1=GUARDAR3 THEN PRINT "OK"
ELSE IF GUARDAR2 = GUARDAR3 THEN PRINT "QK"
ELSE
PRINT "NOK"
END IF
RET
Control Auto mát1c o.
Rea liza idénticas -funciones al programa Control Manual,
pero de acuerdo a la hora y la -fecha de la computadora, de
manera que se pueden establecer los horarios de cambio de
programación de los contro1 adores de semáforo sin participación
de un operador humano, hasta cuando se lo desee. Por ejemplo,
^ 148
supongamos que a las 9 de la noche se desea colocar en amarillo
intermitente, y que "A" es el comando correspondiente:
HORA$ = TIME$
IF HGRAí = "21:00:00" THEN
MANDO$ = "A"
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL ALMACÉN
RET
Monitoreo de flujo
Este programa es el encargado de pedir información de
conreo de autos a la UC, cada cierto periodo que le permita al
computador calcular, mediante la división cuenta/tiempo, el
flujo vehicular promedio de la via a la hora del cálculo. Por
ejemplo calcular el flujo y almacenar los resultados:
MANDQ$ = "C" ' C es el comando para esta operación de la UC
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL ST01 'almacenaje en una variable temporal
CALL ESPERA 'tiempo de espera antes de repetir la operación
CALL XMIT
CALL RECIB
CALL ST02 'almacenaje temporal
FLUJO = (ST02-ST01)/ESPERA 'calculo del flujo
CALL ALMACÉN 'guardar en archivo apropiado.
* 149
RET
Impresión y grá-fico
Estas dos tareas son importantes para el análisis de los
datos almacenados por lo cual deben preverse dentro de la
concepción del software. En el presente programa son
ejecutadas de una manera elemental gracias a las opciones de
BASIC: LPRINT y PSET (x,y).
En la siguiente sección PRUEBAS Y RESULTADOS, se real izará
un resumen de las limitaciones y experiencias obtenidas al
aplicar este sistema al control de semáforos previsto.%
4.3 PRUEBAS Y RESULTADOS
Esta sección constituye un resumen de los resultados
obtenidos al real izar pruebas en los equipos y en el sistema
construido. Previamente conviene aclarar las condiciones en
que se desarrollan dichas pruebas.
Cond i ci ón 1 : El enlace entre el computador y la UC no se
realiza a través de modems , sino que se lo simula < = í por medio
de la conexión denominada " n u i l modero" en el cable RS232. Esta
conexión se presenta en la figura siguiente:
150
%
TXC2>
RXC3>
r~ RTSC40
T CTSCE3
D, DTRC 20 >
DSRCGD
GNDCT'D
DB25
COMPUTADOR
N/
/"k
Xy
s\
/\5
TXC3^
CTSCB:» p
RTBC-7Í T
DDSRCG) ^
DTRC^^
GNDC55
DB3
UC
Gráfico 4.27 conexión n u i l modem
Cond i ci ón 2: La longitud de la línea de transmisión de la
subred es de solo 5 m. (par blindado) pero se realizan pruebas
de atenuación cuyos márgenes serán presentados posteriormente.
Cond i ci ón 3 : Se dispone solamente de un' controlador de
semáforo y una sola URA; en ésta, sin embargo, se varía la
constante de tiempo tA para que responda como Ato y como 8avo
semáforo.
Condición 4: La programación del controlador de semáforo-, está
realizada, a fin de facilitar las pruebas, con ejerapíos
1 151
mediante los cuales se puedan advertir los cambios; además
contiene los elementos indispensables para su aplicación a la
práct i ca.
Condici ¿n 5: A la entrada de detector de la UC se ha colocado
un oscilador de onda cuadrada para que simule la entrega de
pulsos por parte del detector de carros.
Resultados
-El reconocimiento de respuesta posterior a una orden
enviada, se efectúa adecuadamente tanto por el hardware como
por el software de la UC; un registro de los comandos enviados,
una parte del cual se adjunta mas adelante, seña la que el 100%
de las órdenes han sido respondidas; lo que implica que el
sistema comando vs. respuesta está operando correctamente.
-La presencia de un ruido de aproximadamente 20 mV, 150
kHz, proveniente del PLC, ingresa a la linea de transmisión a
través del cableado entre las salid as de la URA y las entradas
del PLC; se observó que mientras más cortos sean dichos cables,
menor es la amplitud de. este ruido; esto determina que la URA
esté colocada en la parte superior del PLC, lo más cerca
posible de las entradas. No es necesario colocar filtros para
este ruido pues el SSI 202 P detector de DTMF c 1 ' inc 1 uye
filtraje muy preciso de las señales de entrada, sin embargo,
el margen de atenuación de las señales de comando en la subredi
se verá disminuido considerando esta situación.
152
-Se han realizado pruebas de atenuación de las señales
DTMF; puesto que no ha sido posible obtener el dato exacto de
atenuación para el cable utilizado, se utiliza el dato dado
para una línea telefónica < ¿ > > , att = 1.302E-3 dB/metro. Por
lo tanto 2500 metros de linea atenuarán 3.25 dB; es decir que
para el último semáforo, por esta causa, Ilegaria alrededor de
0.34 voltios de señal. Como el detector DTMF requiere al menos
20 mV para detectar, se establece un margen de pérdidas teórico
de 24.6 dB. Experimentalmente se atenuó la señal hasta en 16
dB sin perder el enlace; este resultado prevé que la atenuación
.por longitud de la linea no causará problemas al sistema.
-E I programa de computador desarro liado se ha denominado
TELCOS (TELeCOntro1 de Semáforos); puede operar directamente
desde el DOS (telcos.exe) o dentro del programa Quick Basic
(te 1 eos.bas ) .
-E 1 control de la conmutación entre programas del
controlador desde la computadora, es plenamente satisfactorio
y cumple con con lo que ha sido planificado. La UC activa en
forma remota las entradas del PLC durante un .segundo
aproximadamente, pero ésta acción es retenida por el PLC
mediante una subrutina realizada para el efecto. El programa
del controlador está bien concebido y cuenta con una
caracteristica muy importante para semaforización como es la
que, una vez activada una entrada, primero finaliza el ciclo%
en curso, antes de obedecer a la nueva acción.
153
cual se ha generado un archivo llamado mon.dat en donde se han
almacenado estos resultados; una parte del mismo (lograda con
la opción imprimir de TELCOS) se adjunta mas adelante.
—Junto a la operación de monitoreo de flujo se ha provisto
^una opción de lectura de datos de monitoreo la cua1 junto con
un gráfico de barras, permite visualizar en pantalla el
comportamiento del tráfico durante el intervalo de observación.
-No ha sido posible probar el comportamiento en ola verde
.de los semáforos puesto que solo se dispone de un controlador;
sin embargo no parecen existir razones para que esto no se
cumpla de la forma prevista.
—Pruebas de demostración realizadas en la Dirección de
Tránsito de la Policia Nacional, operando con un semáforo real,
mostraron que el si stema trabaja correctamente de acuerdo a lo
que fue concebido. Sin embargo fueron hechas algunas
sugerencias muy provechosas, entre ellas, que la transición de
semáforo apagado a semáforo prendido, debe hacerse mediante
unos pocos segundos en amarillo intermitente de modo que no sea
sorpresivo para los conductores que ese momento cruzan la
intersección. También, por sugerencia, se implemento en el
programa TELCOS, un programa de control automático que cambia
los cronometrajes disponibles, en base a una medición previa
de flujo; de esta manera ya no se necesita la hora del
computador sino la medición periódica del flujo vehicular, para
la cual se utiliza la capacidad ya prevista en TELCOS como
"monitoreo". Si bien el software se ha complicado un poco mas,
v 155
la utilidad de este modo de control es sin duda la más
atractiva. Adiciona1 mente se ha ímp1 ementado un pequeño
generador de pulsos que actúa en base a una fotorresistencia;
con esto se ha logrado visualizar mejor el control de los
semáforos ante eventualidades de flujo vehicular. La opción
descrita, corresponde en el programa TELCOS a CONTROL
AUTOMÁTICO DINÁMICO. •
-En las páginas siguientes se adjuntan panta11 as de
presentación del programa TELCOS, reportes 'de datos de via
extraídos del archivo viaxxx.dat de disco y reportes de flujo.
Viaxxx.dat contiene información acerca de las operaciones de
control realizadas, la respuesta recibida (en la cual un uno
significa presencia de respuesta y un cero ausencia de
respuesta, numerando ascendentemente los semáforos, de
izquierda a derecha), la fecha y la hora en que ocurrieron.
Se adjuntan también datos de monitoreo de flujo, grabados en
el archivo mon.dat de disco, con datos de fecha, hora y dato
de flujo expresado en vehículos/minuto. Se ha probado cuanto
ha sido posible, pero es de suponer que la realización de
pruebas ya con el conjunto de semáforos traerá, nuevas
dificultades que deberán ser resueltas de la misma manera que
lo han sido las anteriores.
156
PROGRAMA DE TELEONTROL DESEMAFOftIZACION
SELECCIÓN TAREA A EJECUTAR Y PRESIÓN EKTER
i: self test2: control aanual cíe vía3: control autooatico ESTÁTICO de la vía4: control aufcoaaticn DINÁMICO de la vía5: Bonitoreo de flujo vehicular6: lectura de registro de la vía7: i f lpr inir8: abandonar el programa
CUAL OPCIÓN? f
PROGRAMAS PAftA CONTROL MANUAL DE VIA
A.- PROGRAMA a: DefaultB.~ PROGRAMA b; IntermitenciaC.- PROGRAMA c: Crono«trajel, igual prioridadD.- PROGRAMA d: Crono«etraje2, prioridad a la principalE.- PROGRAMA e: Crono*etraje3t prioridad a la secundariaF.- PROGR/ttA f: ApagadaS.- PROGRAMA 9: ReservaH.- Lectura de canteo en sitioR,- Retorno al oenu principal
PRECEDENTE:
A ... R ? [
157
IGUAL PRIORIDAD
Este prograaa accionara el cronometraje siguiente:
CICLO = 28 SEGUNDOStodo rojo = 1 s.principal verde = 10 s.principal amarilla = 3 s.todo rojo = í s.secundaria verde = 10 s.secundaria amarilla = 3 s.
acepta S/N
PRIORIDAD ñ LA PRINCIPAL
Este procjraaa pondrá el cronometraje siguiente
-CICLO ='34 SEBUNDOStodo rojo = 2 s.principal verde = 18 s.principal amarilla = 4 s.todo rojo = 2 s.secundaria verde = 5 s.secundaria amarilla = 3 s.
acepta S/N
158
f DATOS DE VIAXXX
# 621' FECHA: 06-15-1994
HORA: 21:56:51PROGRAMA EJECUTADO: fR E S P U E S T A S : 0 0 0 0 0 0 0 1
* # 622FECHA: 06-15-1994HORA: 21:57:01PROGRAMA EJECUTADO: f
«• ; RESPUESTAS: O O O O O O 0 144- i^-TTf 623
FECHA: 06-15-1994HORA: 21:57:18PROGRAMA EJECUTADO: fRESPUESTAS: O O 0 0 0 0 0 1
# 624FECHA: O6-15-1994HORA: 21:57:30PROGRAMA EJECUTADO: fR E S P U E S T A S : O O O O O O O 1
# 625£, FECHA: 06-15-1994
HORA: 21:59:32PROGRAMA EJECUTADO: aRESPUESTAS: O O 0 0 0 0 0 1
# 626FECHA: 06-15-1994
^ HORA: 22:02:01PROGRAMA EJECUTADO: dRESPUESTAS: O O O O O O 0 1
# 627FECHA: 06-15-1994HORA: 22:03:22
^ PROGRAMA EJECUTADO: bW RESPUESTAS: 0 0 0 0 0 0 0 1
# 628FECHA: 06-15-1994HORA: 22:04:30PROGRAMA EJECUTADO: aRESPUESTAS: O O O O O O 0 1
# 629FECHA: 06-15-1994HORA: 22:05:04PROGRAMA EJECUTADO: fRESPUESTAS: 0 0 0 0 . 0 0 0 1
0 # 630FECHA: O6-15-1994HORA: 22:06:56PROGRAMA EJECUTADO: eRESPUESTAS: 0 0 0 0 0 0 0 1
# 631FECHA: 06-15-1994HORA: 22:12:11PROGRAMA EJECUTADO: FRESPUESTAS: O O O 0 0 0 0 1
159
tt 1DATGS DE FLUJG VIAXXX
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:01:15FLUJO OBTENIDO: 5 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:01:37FLUJO OBTENIDO: 5 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:01:59FLUJO OBTENIDO: 5 VEHÍCULOS/MINUTO
# 5
# ó
# 7
# 8
# 9
# 10
# 11
# 12
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:02:21FLUJO OBTENIDO: 5 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:02:43FLUJO OBTENIDO: 8 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:03:05FLUJO OBTENIDO: 9 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:03:27FLUJO OBTENIDO: 13 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:06:21FLUJO OBTENIDO: 12 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:00:43FLUJO OBTENIDO: 13 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:07:05FLUJO OBTENIDO: 13 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: O5-31-1994HORA: 19:07:27FLUJO OBTENIDO: 13 VEHÍCULOS/MINUTO
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:07:49FLUJO OBTENIDO: 62 VEHÍCULOS/MINUTOi
FECHA: 05-31-1994HORA: 19:08:11FLUJO OBTENIDO: 67 VEHÍCULOS/MINUTO
160
CONCLUSIÓN
En este capítulo se ha desarrollado y probado un sistema
que permite controlar a distancia cambios en la operación de
semáforos con el fin de adaptar su trabajo a la situación de
tráfico de una via en part i cu 1ar . Se ha realizado un programa
que almacena datos de tráfico y se ha dotado la capacidad para
conteo automático de vehiculos si bien el detector no ha sido
impíementado. Aunque no fue posibl'e la demostración de e l l o ,
está también diseñado un método de sincronización de los
-semáforos que se agrupen en este sistema.
Se ha demostrado que el controlador de semáforo en base
a PLC puede convertirse en el elementó básico'de un sistema de
control moderno de tráfico. En el siguiente capitulo se verá
la ventaja del costo.
Notas
1)BYTE, Build a Touch Tone Decoder for Remote Control. Steve
^Ciarcia, Vo1. 6, No. 12, December 1981.
2 ) Q.U INTANA A , Sistema de Conversión de I nterf aces . Serial-
Paralelo ,. Tesis de Grado, EPN Quito, 1992
3JGQNZALES N, Sistema Didáctico para Comunicación Serial entre
Dos Computadores Personales. Tesis de Grado, EPN Quito, 1992.
4)MICROSOFT, Quick Basic for IBM PC and Compatibles, 1987
5)JORDÁN L, CHURCHILL B, Communications and Networking for the
IBM PC and Compatibles, Third Edition, Brady Books, USA 1990.
6)CHIPMAN, Líneas de Transmisión, McGraw- H i 1 1 , México 1971
7JLINES DAVID, RADl'o SHACK, Building Power Supplies. USA 1991
161
CAPITULO V
COSTOS Y BENEFICIOS
INTRODUCCIÓN
Complementando este trabajo se realizará un detalle de los
costos que se han presentado para la realización de este
prototipo y una estimación del monto total que sería necesario
para su imp1ementación y pruebas a nivel de sistema. Siendo
el estudio de costos y beneficios de sistemas de control de
tráfico un tema especializado y extenso, se ha optado por traer
a este trabajo a modo de ejemplos, algunos de los mas
importantes resultados que sobre esta evaluación fueron
realizados en 1986 para la ciudad de Quito. •
162
5.1 DEL PROTOTIPO
Este ítem tiene por objeto presentar el costo para
construir los aparatos previstos en el capitulo anterior, con
el fin de determinar posteriormente el costo del sistema
completo. Los costos son solamente una aproximación puesto que
dependen de diversos -factores entre los que se incluye si
fueron adquiridos local mente o traidos por catálogo
(referencias 4, 5 y 6). Cuando son comprados en el mercado
local los precios son a veces muy distintos de un lugar a otro.
La siguientes tablas detallan los precios de los elementos
utilizados; la moneda en que se hace la descripción es el dólar
USA , algunos precios incluyen 30% adicio'nal que es el promedio
de gastos de importación de los elementos, cuando esto ha sido
necesario c "* > .
Tab la 5.1: detalle de precios unidad de.comunicación
E 1 emento
8031
53130
74373
Descr i peí ón
mi croprocesador *
dtmf tx.*
laten* i
Cantidad
i
1
1
Precio
uní tar io
(USD)
4. 93
7.75
0.9
Preci o
t o t a 1
(USD)
4. 93
7.75
0. 9
163
2764
567
3.579545
7.3728
max 232
3040
LM301AP
npn , pnp
1N4007
1N914
PT
1/4 W
Ci
Cj
C
TI
^T2
7805
Bl
B2
D
eprom*
detector de tono*
cr i sta 1 *
crista 1 *
convert i dor*
optoacoplador
op . amp
trans i stores
diodos
d iodos
potenciómetro pres.
res is teñe ias
cond. de -fuente
cond. electrolit.
otros condensadores
trarisf. de fuente
transf . de audio
regu 1 ador
borneras
horneras
di odos 1 edi
1
1
1
1
2
1
1
7
2
2
1
20
1
15
7
1
i
1
2
2
8 ,
4.88
0. 9
1.55
1_.'55
5.85
2
0. 9
0.2
0.2
0.3
2
0.02
1
0.25
0.20
10. .
6.6
1 . 5
1
0.5
0. 15
4.88
0. 9
1 .55
1 .55
11 .7
2
0. 9
1.4
0. 4
0. 6
2
0. 4
1
3.75
i . 4
10
6.8
1 .5
2
1
1 .2
164
DB9
SW1
SW2
B3
Fl
F2
DIS
PF
PS
PT
BQ.
ZC1
ZC2
ZC3
zc\5
ZC6
WW
CR
C
conector
i nterruptor
pu 1 sador
bornera externa
fusible rápido de*
f usib 1 e ac
dis ipador
portafus i b 1 es
p i nes
postes
baquelita perf.
zoca 1 os 40 pin*
zoca lo 28 pin*
zoca 1 o 20 pi n*
zoca lo 18 pin*
zócal o 16 pin*
zoca 1 o ' 8 pin*
rol lo wire-wrap*
cable RS 232
caja meta 1 i ca
1
1
1
1
1
1
1
1
50
4
1
i
1
1
1
4
1
1
1
1
totalt
1
2
0. 9
1 . 5
0.25
0.2
1
0.75
0.02
0.4
3
1 .8
1.8
1 .3
1 .3-
0. 9
0. 9
2. 6
5
1
1
2 ,.
0. 9
1.5
0.25
0. 2
1
0.75
1
1 . 4
3
1 .8
1 .8
1 . 3
i . 3
3. 6
0. 9
2. 6
5
20
121 .81 '
165
* adquiridos por catálogo
Si sumamos un 109Í para gastos adicionales como son
sueldas, tornillos, transporte, etc. resulta que sin contar
mano de obra, el costo de la UC asciende a unos 135 dólares
aproximadamente.
Algunos de los gastos que se han hecho son inherentes a
la construcción de este aparato como prototipo, por ejemplo
todo cuanto tiene que ver con el wire wrap como los zócalos,
•el alambre de wire-wrap, la baquelita perforada. También I a
caja metálica justifica su precio solo por tratarse de un
prototipo, ya que resulta cara si se considera que representa
un 15% del precio total. Sin los elementos señalados el precio
se reduce a unos 115 dólares, pero en cambio . habri a que pagar
por la impresión del circuito lo cual resulta mas barato que
el wire—wrap. En resumen, es posible construir una UC, cuyo
costo en materiales no exceda los 120 dólares. Al respecto de
la unidad receptora-actuadora, la siguiente tabla resume los
costos en materiales que se han efectuado para su construcción;
%Tabla 5.2: detalle de precios unidad recptora-actuadora
E 1 emento
SSI 202P
. Descr i pci ón
•
dtmf rx#
Cant i dad
1
Preci o
un i tari o
(USD)
13
Preci o
total
(USD)
13
166
74 138
74 132
74 121
555
npn , pnp
78L05
3.579545
1N4007
1/4 W
Ci
CJ
LD
B
P
Z%
Z2
DZ
BQ
WW
PT
PS
decodificador
nand schmi tt t .
monoestab 1 e
t imer
trans i stores
regu 1 ador
crista 1 *
d i odos
resistencias
cond. electrolit.
otros condens»
diodos led
borneras
potenci ó me tros
zócal'o 16 pin*
z ó c'a lo 18 pin*
d i odo zener
baque 1 i ta
.rollo wire wrap*
postes
pines
i
1 •
1
2
1
9
1
1
2
18
3 '
5
2
2
3
5
1
i
1
1
4
50
0.5
1.2
0.7
0.4
0.2
.5
2. 6
0.2
0.02
.2
0.2-
0.2
2
1
0.9
1 .3
0.3
2
2 . 6
0.4
0.02
0. 5
1 .2
1.4
0.4
1 .8
.5
2. 6
0.4
0.36
0. 6
1
0.4
4
3
4. 5
1 .'3
0.3
2
2. 6
1 . 6
1
167
PHR
F
T
RT
fotorresistencia
fus ible rápid de*
transformador ac
regleta 11 pines
1-
1
1
1
total
0.9
0.25
6
0. 5
0. 9
0.25
6
0.5
52.11
* adquiridos por cata logo
En este caso no se incluye precio de caja ya que la UR-A
va colocada dentro de la caja del controlador de semáforo.
Igual que en el caso anterior, si adicionamos un 10% por
concepto de gastos varios, obtenemos que la URA puede ser
impI ementada a un costo en materiales de aproximadamente 58
do 1 ares USA . tos gastos en zócal os no representan sino un 11% ,
que es posible ahorrar imprimiendo la placa con lo cua 1 se
obtiene otra ventaja: el tamaño de dicha tarjeta puede
reducirce hasta en un 30%.
%
Si sumamos los 135 dólares de costo de la UC con los 58
dólares de la URA, obtenemos el total de 193 dólares USA lo que
para expresar en números redondos suman unos 200 USD como costo
total (en materiales sol amenté), para desarrol lo del prototipo.
Doscientos dólares podria parecer un precio relativamente
bajo, pero considerando las "herramientas" que se hacen
necesarias para poder trabajar léase; herramienta de wire wrap,
osci1oscopio, computador, fuente de de, programador y borrador
168
de memorias, generador de funciones , etc., entonces se puede
pensar que los doscientos dólares - n o representan sino una
fracción de los gastos en que verdaderamente se ha incurrido.
5.2 DEL SISTEMA PROPUESTO.
Para analizar los costos del sistema que se ha
desarrollado en este trabajo, definamos como unidad minima una
via sincronizada con 8 semáforos de logitud 2500 metros. Como
hemos podido apreciar, los requerimientos de computador son muy
-limitados, por lo que se ha determinado que un PC-AT es
suficiente. Utilizando los precios deducidos para el
prototipo, la siguiente tabla muestra un resumen de los gastos
deberian real izarce:
Tabla 5.3: detalle de precios del sistema
Descr ipci ón
Uñ^ídad de comunicación
U. receptora-actuadora
Con tro 1 ador
Modem
L í nea b 1 i ndada
Computador AT
Impresor '
Can t i dad
1
8
8
2
2.5 km
1
1
Precio Ü
(USD)
135
58
1600*
90
0. 9/m
400
180
Precio T.
(USD)
135
464
12800
180
2250
400
180
169
total 164O9
* Proporcionado por su constructor.
La tabla anterior señala un monto de 3609 dólares como
inversión de capital para equipos de comunicación y telecontrol
solamente. Se nota también que el costo del par blindado,
representa un 60% de los gastos en comunicaciones, esto es
similar a lo que ocurre en telefonía donde se estima que el 50%
del costo de una línea proviene de las obras de planta externa.
El principal costo de operación sería sin duda el
alquiler de la línea telefónica lo cual representaría un costo
significativo pero para el cual pueden hacerse convenios.
En esta descripción de costos no se ha incluido a los
semáforos, puesto que su número es variable de acuerdo al tipo
de vía que se controla según se requiera o no de semáforos
secundarios (ver capítulo I ) , dependiendo incluso del tamaño
de la calzada. El anexo C contiene los costos de un proyecto
reciente para la ciudad de Cuenca4-', que incluye gastos para
postes, cables, re-lés, semáforos, etc.TÍ
5.2.1 Costos- de otros sistemas
En repetidas ocasiones hemos hecho referencia al estudio
sobre control de tr(áfico que se efectuó en 1986 por el grupo
canadience I B I y cuyo informe constituye un documento
170
autorizado e integral, expreso para la ciudad de Quito. Este
documento contiene una eva 1uaci ón muy compleja de costos y
beneficios que acarrearían las alternativas de control, en caso
de ser implementadas. Estas alternativas fueron descritas
brevemente en el capitulo I de este trabajo. En este momento
es conveniente que citemos las conclusiones que en cuanto a
costos se obtuvieron en 1986. Es preciso señalar que en esa
época el tipo de cambio era de 105 sucres por dólar (junio de
1 985).
El análisis incluye, además de los equipos, como costos
de capital a los siguientes rubros: transporte desde el
exterior, distribución y almacenamiento, impuestos y derechos
de aduana, ganancia de contratistas, obras de ingeniería y
entrenamiento. Los costos de comunicaciones incluyen
arrendamiento de líneas telefónicas e instalación de nuevos
cables para semáforos exclusivamente. Los costos considerados
para operación y mantenimiento anua les, varían dependiendo de
la cantidad y el tipo de los equipos instalados, la edad del
sistema, la disponibilidad de herramientas, piezas de repuesto%
y personal con conocimiento del sistema. La siguiente tabla
resume los costos totales de las diversas alternativas; mas
detalles de los mismos se pueden hallar en el anexo C o en la
referenci a (1) .
Tabla 5.4: Resumen de los costos totales ( I B I Group)
(millones de sucres)
1
Costos ALT 1 ALT 2A ALT 2B ALT 3
171
CAPITAL
Estimado in-ferior
Estimado superior
COMUNICACIONES
Capí ta 1
Anua 1
Tota 1 equivalente
de capi ta 1
OPERACIONES
Anual-operaciones
Anua 1 -man ten i m .
Total equivalente
de capi ta 1
TQTAL-D I STR I BUC I ON
DE COSTOS
^Capi tal (promedio)
Anua 1
TOTAL-EQUI VALENTE
DE CAPITAL
Estimado inferior
Estimado superior
1152
1364
0.0
0.0
0.0
6. 1
11.8
121 . 9
1257
17. 9
1273
1485
1241
1470
30. 6
0.0
30. 6
6.4
13.0
147. 6
1355
19.3
1403
1632
1285
1521
43. 9
0.4
47.7
7.3
14.2
163. 5
1403
21 .5
1478
1714
1352
1605
4.2
7.7
70. 5
11 .7
14. 2
197 .0
1478
25. 9
1584
1838
Donde: ALT 1 mejoramiento de las intersecciones
172
ALT 2A control maestro en la cal le
ALT 2B control maestro centralizado
ALT 3 sistema con computador central
Tomemos por ejemplo la alternativa 2B que fue en ese
entonces la señalada como la mas idónea para Quito: el costo
promedio total aproximado es de 1596 m i l l o n e s de sucres, que
representan unos 15 millones de dólares de los cuales alrededor
de 13.5 m i l l o n e s son para bienes de capital es decir equipos
y obras civiles; para gastos de operación se destinan unos 200
mil dólares anualmente. Es justo mencionar que, por
contraparte, los beneficios calculados son también altos tal
como ío veremos a continuación.
5.2.2 Beneficios.
*V Para nuestro caso es sumamente dificil determinar
cuantitativamente los beneficios que traería consigo la
imp1ementación del sistema diseñado, por este motivo hemos de
contentarnos con señalar que comparte dentro de ciertos limites
algunos de los beneficios que han sido previstos por el estudio
de tráfico realizado por el I B I Group, en 1986, del cual
tomaremos los resultados para la alternativa 2B.
Los beneficios que se logran por medio de un control
moderno de tráfico se pueden d i v i d i r en cuantificab1 es y no
cuantificabI es. Entre los primeros están:
173
Energía: el consumo de energía susceptible de ahorro es el
originado en la eliminación de paradas innecesarias y demoras
ocasionadas en la red viaria controlada por semáforos. Al
respecto se esperaba que el porcentaje de mejoramiento esté
alrededor de un 17% anual (que representan unos 5 m i l l o n e s de
dólares al año), solo en combustibles.
Red u ce i ón de las demoras: se calculó un ahorro del 28% lo cual
significa unos 5 m i l l o n e s de hora-vehícu 1 o ahorrados por año.
Estos ahorros de demoras podrían traducirce en dinero,
considerando el tipo de vehículo y su uso específico [automóvil
particular, bus, camión, etc. ) . Para los pasajeros de los
vehículos este ahorro puede significar aumento de las horas de
productividad.
Contaminación: Se ha estimado que la contaminación de aire en
duito proviene en un 90% de los automotores. Cons iderando que
al salir de velocidad baja o cero, el motor emite mayor
cantidad de gases (monóxido de carbono (CO ) , hidrocarburos (HC)
y óxidos de nitrógeno (NOx)) que en condiciones de marcha, un
menor número de paradas significa también una menor .cantidad
de gases emitidos. Se estimó que la reducción anual de estos
gases sería de unos 5.5 millones de kg de CO, 366.000 kg de
hidrocarburos y 117.000 kg de óxidos de nitrógeno. C i >
Acci dentes : Ya que un accidente representa no solo daños a la
salud sino también daños a la propiedad, un mejoramiento del
control de tráfico conlleva una disminución de accidentes y por
tanto otro rubro de beneficios asociados. Se conoce que
174
(referencias 1 y 3) los acidentes correspondientes a colisión
por embestida trasera están directamente relacionados con el
número medio de paradas en un tramo dado. A este respecto, se
calculó una reducción de mas de 200 m i l l o n e s de paradas por
año., lo cual representa un ahorro de unos 500 mil dólares al
año por accidentes asi evitados.
Entre los beneficios no cuantificab1 es están: reducción
de atropel lamientos, reducción de los excesos de velocidad,
reducción d e l • sentimiento de frustración del conductor,
reducción de contaminación por ruido y reducción del tránsito
por sectores residenciales.
Es asi que los beneficios superan a los costos en un
sistema de control de tránsito, lo cual sumado a los beneficios
sociales que trae, como es la convivencia más armoniosa entre
los ciudadanos, hace patente la necesidad que tiene Quito de
un control moderno de tráfico vehicular.
CONCLUSIÓN
En este capítulo han quedado evidenciadas dos cuestiones.
La primera, que un diseño nacional de un sistema de control de
semaforizaci ón puede resultar mucho mas barato que uno
importado, debido a los muchos gastos que el último c o n l l e v a ,
En segundo lugar, que los beneficios debidos a la modernización
del control de tránsito son considerablemente favorables a la
elevación del nivel de vida del habitante de la ciudad.
175
Notas
1) IB I GROUP, Estudio de un Sistema de Control de Tráfico para
Q.u i t o , Informe Final. Capí tu lo V , Costos de las Alternativas
de Contro 1 de Tráns i to.%
2JDIRECCION NACIONAL DE TRANSITO, Presupuesto referencia para
el proyecto de semaforización en el Centro Histórico de la
ciudad de Cuenca, Enero 1994.
3) I NEC, Instituto Nacióna 1 Ecuatoriano de Estadisticas y
Censos, Anuario de Estad isti cas de Transporte, Quito 1992.
4JJAMECO ELECTRONICS, Mai1 Order Electronics - Worldwide, USA
1993.
5JRADIO SHACK, 1994 Catalog.
6 JTECOMPARTES Electrónica. Quito 1994.
176
*CONCLUSIONES
A continuación citamos las principales conclusiones a las
que se ha llegado una vez que el presente trabajo está por
concluir; se recogen y generalizan las conclusiones obtenidas
en cada uno de los capítulos tratados:
-El tránsito vehicular y peatonal en una ciudad constituye
un tema amplio y complejo; sus especialistas, los Ingenieros
de Tránsito, son los encargados de elaborar soluciones a los
problemas de circulación y seguridad que se suscitan en calles
y avenidas. Desde luego, estos técnicos deben contar con los
medios tecnológicos adecuados.
*
-En nuestro pais, el estudio del tránsito está muy
descuidado y la situación actual del control vehicular es
deficiente en muchos aspectos. La labor cumpl.ida por el simple
controlador electromecánico, si bien fue de gran valor,
actualmente es inadecuada para satisfacer ios requerimientos
de una gran cantidad de automotores como la que a diario
circula en Quito. Tengamos presente que un deficiente sistema
de control de tránsito induce a la desobediencia y aumenta la
indisciplina social.
—Una solución planificada e integra! debe comenzar
mejorando las carácteristicas geométricas de vías y cruces, la
adecuada señalización, lineas de carriles en buen estado,
esferas de semáforos limpias, etc. obras que seguramente no
requieren inversiones muy elevadas y que son, naturalmente, las
básicas. De la misma manera es fundamental una legislación de
tránsito acorde con los tiempos.
177
-Ya que el parque automotor en Qui to continúa aumentando,
y la capacidad de las vías está saturada o por saturarse, es
necesario tomar medidas que permitan racionalizar e! flujo de
vehiculos. Tengamos en cuenta que los beneficios de un buen
control de tránsito no solo son económicos sino también
soc ia1 es.
—Dentro de esta situación, el controlador electrónico de
semáforo es una respuesta válida a varias necesidades que
plantea la actividad diaria de la ciudad, por ejemplo los
semáforos para peatones y el control temporizado de las
i n %e r s e c c i o n e s .
—Las posibilidades de comunicación del controlador electrónico
presentado han sido aprovechadas de la mejor manera, para
tratar de integrar estos aparatos dentro de un sistema
centralizado de control.
—El sistema diseñado en este trabajo de tesis, incluye las
carácter isti cas básicas que debe tener un sistema moderno de
control de semáforos. Sin embargo no constituye la úl t i m a
palabra sino mas bien el comienzo de futuras investigaciones
sobre este interesante y amplio campo.
-Muchas características pueden ser mejoradas y nuevas
capacidades podrán ser desarrolladas, para esto hacen falta
recursos económicos y humanos. En un amplio proyecto sobre
este tema podrían participar ingenieros de diversas ramas como
178
electrónicos, eléc trieos, de software, de construcciones y,
evidentemente, ingenieros y técnicos de tránsito.
-A pesar de que el sistema lo incluye, el detector de
carros no es simple y no ha sido implementado en este trabajo.
Está por tanto vacante su diseño y tal vez podría considerarse
para otro tema de tesis.
—El sistema que ha sido diseñado para controlar a
distancia (por medio de un computador) a los semáforos, puede
encontrar diversas aplicaciones prácticas en virtud de la
versatilidad de los PLC para controlar sistemas eléctricos.
179
Bib 1 iogra-f í a
BYTE, B u i l d a Touch Tone Decoder for Remote Contra 1 , Steve
Ciarcia, V o 1 . 6, No. 12, December 1981.
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# 30598-779-01A1, USA 1990.
181
ANEXO AESTADÍSTICAS DE TRANSITO
de calcular la tendencia del nivel de propietarios de vehículos es tomar ei número do
carros por mií de población. ' •' ••- _ -.
Por consiguiente las series estadísticas de propietarios de vehículos publicadas
por diferentes países, variarán ligeramente, dependiendo del tipo cía datc-j básicos
' utilizados para la consirucción de las series de la flota de vehículos y la población.
Vd-J cuino
55G
6CO
-450
i aro i-*» tJi o
.530
—US
ZCG
150
ICO
uco
lasa ,9^5 IDEO
tJ-' ih ocre
ioai 1070 1075 IÍ^SQ
FíQURA 3,1. Vehículos por 1000 personas en algunos países
' OCO£ PerloijO 1955-1 £'78
PAÍSES
AusírtíaISAEsodoe Urtci t;3
DDínam&fcaGAl&maníaFFronciuCHCanadáIlíalaNIPisca BcfcraG2
SF
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100,
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300,
500,
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500.
300,
200,
100,
GQO
GQO
GOO
000
000
000
000
000
000
000
QQO
000
o
m
T
x\5 1975 19B5 , 1995
. 1070 • 1980 • 1990 2GOO
AÑOS . .;ojo !020
FIGURA 7.13. Proyecciones de Pa rque Automotor Pichincha S=.
1065 1S76 1935 1995 £005 20151670 1QBO '• LQ90 2000 2010 2020
AftOS
! FIGURA 7.14. Proyecciones de Parque Automotor Guayas S=0.4
0.45 T
1S60 2000 20401980 2020
ANOS2060
FIGURA 7.7. Proyecciones de Propietarios de vehículos
Provincia de Pichincha
2080
1960 2000 204019BO 2020
AÑOS
2060
FIGURA 7.a Proyecciones de Propietarios de Vehículos
Provincia del Guayas
3080
CXJADRO 7.6. PROYECCIONES (RESUlOJ)
í/CCao ÜDGSDCG N\Q_ NAOCMAL
S= ' 0.4 00= 0.1579222 b=45.S3S399
AKO
13D2
1 395
2000
2010
2015
2020
20.3-0
2D<!0
2D^O
2060
2&7D
2OSD
PCB E>P
Pl
10, OS7, 521
1O, 730. 937
1 1, 935. 195
14, 76-1. 312
16, 42 1 , 207
IB, 264, O43
22, 593, 351
27, 943, 876
3¿, 573, P,75
42, 769. 263
52, 907. 285
65, ^4S, 423
PCBLN
P2 -
10, 178, 899
10. 747, 966
1 1 . 696, 4 1 1
13, 593, 301
14, 54 1 , 746
15, 49O, 'i 9 1
17, 387, OS1
19, 2S3, 971
21 , ISO, SG 1
23. 077. 751
24. 974, 641
23, 87U531
P.AP1 .
FPOYECC 1
434. 253
5-47.' 134
796. 825
1. 616, 266
2. 237. 837
3, 029, 989
5. 163. 344
7. 99 1. 497
1 1 , 4O9, 45S
15. 373. 829
19, 965. 653
25. 370'. 454
P.A.P2
FROMTCC2
439.. 057
54S, 003
780. 883
1. 48S. 074
1, 98 1/7D9
2, 569', S09
3,- 973, 535
5, 5 1 3, 917
6, 989, 733
8. 295. 523
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1O. 4 1 6 . 49-2
Afo
t '
27
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35
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50
55
65
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1 15
TASAPCS
Ctlooí
0.043
0.051
O.067
0.1 09
0.135
O.l 66
- 0.2.29
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Features .• '3V-íty opera
Tone »ccur»cy ben*f Üian x!%'wilhoul luning !lnlería.c« wíth n*ncA/d2-of-8 Itlepnoo* KeypadInloflac* with »Ing^-conUcl low coit ke'ypadInpul »¡Qnal» can U In Una/y coó«Muht-key loduxJl witn/wíinoul kingl« lon« capabJlityOn-chip high band and low &and tone geneíalo^i andmlxtr ' ' •
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VDO-VSS 15 VLaad Temperatura (Soldefing, 10 seconda) 300'C . .
EldCtriCal CharaCteriStíCS TA wlthln ooeratlng lemperalure ranga, 3Ví V00s8V. unlew otherWsa speciíiw.
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Input PulMJp RaalalofColumn and Bow InpulsKay/BCO Salect
ModeSelectTona DtsabU
InpuL Pull-Down ResistorColumn arxj Row Inpuls
Input Vollaga LevéisLógica! "1"LogícaJ "0"
Operatlng Froquency
Output Vollage Swlng at ToneOulput
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Harmoníc Diatoflíon
Ton» Frequency D«víalion
Typical ApplicatkDn OulputLaval VL(Sea Figuro 5)
Low Band TonaHigh Band TonaTHD
Output CurrentsXMT SW/MUTE
Idle Currwit•
Oparating Current '•
Kay Down^toTone OulpullíngTím« (Debourx:e)
DC Oulput
Conditloni
V00=3VVDO = 8V..
-
RL>150QRL>150Q
RL>1500
~
20<IL<lOOmA
RL=150Q
RL=150Q
í^20kHz
. VDO=3V
VOUT=2V
.' PL=". Voo = 8-ov
." - (No Kay Depressed)
RL=«,Voo = 3,5V
•
Tone Disable = 0
Min
• 25
200200
200
650
200
80%ofVD O
Vss
3
Typ
50
650
650
650 "
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820
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4
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RI-5TATE*
MÍA
90 '
1000
1000
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Funclíona! Descriptlon (Continuad)
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- ""' HOfff
/WWA\ '",n'
"; 'FIGURE 3, Tlmlnfl DUflrim oí MUTE «nd XMTSWInRclttlon to Kty Input ind Ton* Outpul
TABLE L FUNCTIONALTRUTW TABLE (WITH "MODE SELECT OPEN)
K«y/Bln*ry Too»S«l*ct OisabJ»
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BinaryBinaryBinary
X
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Column
X
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Two or MoreOpenC = 0
C2 = 0Cl and C2 = 0
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High Band
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'H0
XMTSW MUTE
0 01 11 11 10 0
1 11 I1 10 0
". ' . TABLE IL FUNCT1ONAL TRUTH TABLE FOR SIGNAL INTERFACE
•K«yt>o*rc]. _ ' " InpuU
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1 C
1 C
1 11 10 0ValidBinaryInputs
1 ' 1* J
3 R4
D '10
1 1
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) 101a
) 10
10
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Fn»qu*f>¿]«s
MH*
697
697.697
770
770770852852'852
941
941
941
697
770852
941
1/2 V00
!H(Hz)
1209
1336
147?1209
14771209133o1477133S1209
14771633163316331633
(H1/2 Vw
•
•
5-2 i O
SSI.75T202/203--. 5V Low-PowerDTMF Recelver
DESCR1PTION
The SSI 75T202 »nd 75T203 are compele Duiil-Ton*Muttílrequency (DTMO rocclveri tíelocling t ce-
12or i 6 Elandardd¡Qhs. f4o fn>ni-endts rvo&dod. The only e*lemaCy rvqulr&diro »n Inaxponsfvo 3,5-S-MlU leíevisbncrydal (for írcxjuency roíorencíj eod a
blas resJclor, Exlromety hl h Byílom dorxshy Is m3dapoGEfcJe by usLx? Ihe cloc^ ouipui oí A cryí|al-con-nadodSSI75T202of75T203rocolvor lodrivoiho limobfises oí >ddhlonal recefvcn. Ciolh flre morolíihtcimeorsledcw'cuhs Isbrcalc-tí níth tow-po^er. comple-monfary cymmolry MOS (CMOS) procosslog, Thoyíequlre on>/ A süvjla low tolcrancc vohaoe iuf>pVtro pacxa'giíd ln £ Etarxlard IB-pin pbslc DIP.
FEATURESJufy, 1090
Central of f ice qualhyHO frorrt-f rvd ksnd-jpMrtlng filien r£^qúIf&<J .ElnQle, k>w-toleror>cfi( 5-voh Jupply : *Dctecii elih^r 12 or 16 rtandard DrMF cJlQhr •
lor
knmuníty .Oulpul ln *nh¿r 4-bll hexAdecIme! code or blnsrycodfrd 2-ol-B .18-p!n DIP packoge fof hlph «yslcm donchy '
or handshake Inlorfaccouípuls - ' .
• Early dolccl oulpul (SSI 75T203 only}
BLOCK DIAGHAM
OTVO-nrV.
l'-' •J ' ' • ' . . .
; : '4-9 *> i i u K >•••- 4.' rr«
. .' * . -:;•-• - - • ' '' -:• .-r-,.« :- • - • • . • . ; . •• . •» • - ^ ;;/;-v •/ri'-'yj''•;'!;';: ^íi:--1;- '-\¡v: - r-i-^.'í.--; :
T : "', • - • - ' ;'.-v-;-^.v V:^^r--..v;-::^X->v^í'-:!;A"- .i,
"COPYRIGHT I99l ' SILÍCOIÍ"SYSrÉHS'"lNC." ' ' '•'' : '.
SSI 75T202/2035V'Low-PowerDTMF ReCelver
.0 E S Cfí fP TÍO M
Tha SSI 75T202 and 75T203 errpby state-ol-lhc-nnclrcuíl teclwotogy to combJrve digital and anatogIbnt on Ihe tamo CMOS crup uslng a slandardieroJconct/lor procesa. T7>o analog Input te pre-proc-ess&dby &0-Kz rejed andbandspJJtlíng tUerr tndlrvjnhard-EíTvIed lo próvido AGC. Elghl bandp.ass [íftersdoloctlhe Individual Iones. The d'oHat posl-procossorlirnes (he tone duratbns and provee lh« correcilycodcd tíigría! oulpuls. Cutpuls Inloríace dír&clly lo$landard CMOS círojHry, and are three-Eíaieto lacéale
ANALOGIH- • • . . . . . . . .
1'1.:_p!nDccepls!haenabolrxxi!. hte irilcmany b/asedso Ihnl Ihí lapoi slgnal may bo AC coupled. The Inputmay be DC cxnjpledes bng as K cíoo5 ool exceod litepasillos &LJpí->ly. Prof-cr \r\»j\j ls UlFigure 1.
The SSI 75T202 is das'rjned lo acccpí sinusotíal Inputwavo íonns bcrl wX opérale salícíadoníy wfth any by>úiIhat has Ihc corre-ct lundamentál Ireqaercy with har-morücs Vess Ihen -20 dQ b^bw trw íurdamcrtal.-- - • ,
CRYSTAL
The SSI 75T202 end 75T203 conlaln an onboardinvener wlih sjhocn: galn lo provlac'oscí'riaicn whcnconneded lo t b«-cos1 lolovlclon *cobrt>úrc1" cryslq!.The crysiálosc! '^lo/.is ertablodbyty Ir tgXEN hlgh.TíX;
l 15 cooAec\frd bordeen X1N trxJXOUT. A 1 UfJ .reslslor Is »'so corv>í*Hed bctwccnlhoso plns. l'h
. Ihls nryxia. ATB te a cbck írequoncy oulpul. -CXlScr SSI ;75T?02's (of 75T203'tJ nvay use Ihe snm« Ire^uencyrefere nce by lyírvjlhclr ATB pínstotno ATB oí acryclnlconnociod dovíco. Xlí^ end XEN oí Ihe auxníarydcvlccs rrus! ihen bfl liod h^h and bw resfxxlivcly.Tendcvicos mayrjnoIU sirglccryslal-connüd'cdSSI75T202 of 75T203 as snown la TiQuie 2. •
HEX/B2B " • - . • • • -
Tnís pln-íel&cls Ihe lormat o( (he dlghal outpoi codc. V\7>cn HEX/B28 Is tlcd h'»;M. Iho ouipul is hcxadcdmal.Jlod bw, Iho oulpol IE Wnary codod 2-oí-B. Tliñ tnbk) bolow dor.wiboB ll« r^o outpul cx>dej.
HexodeclmblDlgll
12
34
5
( 676
9
0 -•
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A
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D80
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"" 0 'n .,
10
1o •0.•1111
•
TABLE1: Outpul Codc»'• . x-to
GHT 1991 SILICON SYSTfcHs' INC.
0790 -rw.
• 2 or
• SSI75T202/203£V Low-PowerDTMF Recelver
VYhen lled hi.3h.lhis pin InhbUs dsiedbn oí tone palrsCOníaWng the 1 53 3 Hz compone ni. FofdeltjcfonoJaEI16 clandard tíghi. IN1633 most bo lled bw.."
OLTTPUTS D1, D2. O*. D8 *nd EN ¡
Outputs DI. D2. D4. D8 are CMOS push-pullenablcd (EN hl h) and open clrcuiied (h¡gh
-e) when dísabled by poiííng EN bw. Thesecxjlpois p^ovbe Ih^e coda corfespcndino (o Ihe dc-leciedd'oK Vnlhe íorma!program.r«rdby lt>e HEJC/B20pin. Too tíigllal outpuls bocx3me valid allor a lonc páir
"has bcon dcleded and lívey a;e ihen clcarod whcn AvaW pausí Is límed.
DV >nd CLRDV .
DV slgruls a ckílcciíon by cw¡ng fii^h ador a vallj lonopalr.ls ionsod nnd docodod «I I no culpul plns D1. 02.D-4.EndDe. DVrtmairvshrjnuntüa vatópauso occursor U>o CLRDV ts raísod n'gh. -whíchovpr is earllsr.
ED (SS!75T?03onlyJ " "" " "' •-
The EO oulpul ^pes high BS soon BS Iho SSI 75T203beoins lo d*3lecí a DTMf lone paií and lalls whe'n Ihe751203beQir\slodolocl a pause. Thü D1.D2, D-i, ond
bc vafd whon DV bh'»gh. :-bc/I are nol nocossarUy vaW whon ED Is-high. '•
.R'CPiKS . . - . . - . . ' . ;
Thcscplns ha ve no kVcnxalconAeclbnandmayb^ tollIbat'mg. ' ' •
DTUFD1ALIHG MATRÍX - . ' . ' . - . . .
SeeTlgure 3, Ptoase máke noto thal coümn 3 b íortf>ecial epplicaibns end-ls roí norman/ used In tele-pnonc díaling. " "
CcJ 0
A o W O
FU.- 1
fU>« 1
Ho*3
1
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1
•
•
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7
1
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CoJ a c¿í 3
3
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1
•
A
••
C
D
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FIGURE 3:. DTMF DblInQ Mot f j x
DETECTIOHFREOUEHCY
Low CroLrp f, * ' *
RowO -'697 Kz . . - . . '
- Row 1 -770 hü ' -
':. ' How2 - 652 Hz '
." Row3 - 9-41 H2 "• ' ,
High Group ft-
_.., CotímoO - 1209 Hz-.. - ...•
Coljmn 1 - 133G-»b ' .
CoVimn2-'l477H2
CoUmnO - 1533 Hi
4-12O TíO-
SS175T20272Q3Í5V Low-PowerDTMF Recelver
É
. . " tIyiN<vp i -VIN>VP
-An*lc>g In
GNO
FIGURE'1: Inpul Coupllng
ATB
D—AVv—4 VP
XOUT
.12
ESI7ST202
13
XDJ
VP
ESI7-5T202
13 -
XCN
10
FIGURE 2: "Cryelal Conrwctlons/
: 4-\\T |99Í':'S'ILICOM SVSTEHS
•fc"¿-
SSI 75T202/203:- 5V Low-PowerDTMF Racelver
ABSOLLfTE MÁXIMUM RATOGS : ' . . - - - ~. • • • •(Opera lío n cbove absoLrte maslmjm rallngs rnay domaQelhc dcvfcc. >J! SSI 75T202/203
lo VP orGND. as *pfxo pelaje.) ¡f . ;-.. . . • . . . , . ' •s rrxjsl
PAFUMETER - :
DC-Suppfy VoRa'¿e-Vp .
Operallrvj Ternpcralurc
Sloraoe Temp^ralure
. Power Dlsslpalbn (25*CJ
• inpot Voíia'oe
ANALOQ 1N Voílaóo
DC Currení laio an/ Inpm .
Lead TemfXJraluro
coHomoNs .- • • • : . ' - • . '
. . . " ' • ! " ""- •
.«AJÍ Inpuls excefr ANALOG IN
. . •
Soldering. 10 c&c.'
' - -- RATIHG . ¡:.
' • ' - ' • ^ TV . . . . .
-XO'C lo *65'G AmbícrJ
-&5'CIO - t lSO 'C - ,
£5mW -
"(Vp + ,5V) lo -.5V-.
(Vp.4 .5V) lo (Vp- 10V)
•' . it.OmA
300*C
ELECTRICAL CHARACTEniSTICS(-40-C S TA £ 485-C. VP -" 5V i 1 0%)
PARAMETER
' Frequency Doloct Dar^ts'tT.h
Anplhixío íor Doloctíon
Mínimum AcccpUblo Twisl
60- Hz Tolerance
Dial Tono Toloranca
T£KOHD lUl OJlpols-
(etcepí XOUT)
• ^aMnpu,, . •
Pov/er Suppfy Kolse
Suppíy Currení
-ítóisc Toterarce-
Input Impodancfl
CONDÍTIONS
... • . •.
each tono
Tv/ri-HtfiTono- Lowlor^
.-
"pieclse* cual lona;
MÍTELtap« ICM7290
t>" tevel, ^OO iA bad
-M" tcvel. SOOfiAtoad
"O'Jcvel . " -
Tlovcl .
wtóe band ;
U - 25-C /
MITELtape f CM 7290
VpfcVtóVp-IO
MIH
1(1.5. Pili)
-32
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• ••
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Vf-O.S
'ó0.7VP
:
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100kfl||15pF.
TYP
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'SSI 75T202/2035V Lo\v-PowerDTMF Recelver
". * i •-"' ' ' * l ; ''i ' • • . -7 . * . " . ' • * ; '• " • . * • ' . .* '• \ *~ v ~. i . *•
SSI 75T202/2Ü3 T1MWG
PJLRXWmR-
Ion * • To r>e Tima . - .
. .- - . - . ' • • •
torr Pause Timo
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1lo DolodTlmo
IR Peloase Time -
Isu Dala Solup Timo
tu Data Hotd Time"
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trw CLRDV Pulse Widih
tío ED Delecl Time . .
Kfl ED Rcloaso Timo
Outpot EnaWe Timo
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Oulpul Rise Time i
Oulpol FalITlmc -_
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0790 - rrv.
?HT 1991 SILICOÍI SYSTEMS IN • 6 oí
- SSI 75T202/203•.-'. 5V Low-Pówer
DTMF Recelver
' SSI 75T202/2C3 T1MJNG fComJni*d)
Input.
D1.D2.04. C£_
DV
CLRDV
EDI'
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«SU
Pause
<H
"'En
RGURE4: Tlmlnb
ICL
4-15
1JRIGHT-I99I SIL'I CON SYSTEMS ÍNC/' ' "" •-.7 oF
7572027203Y5V Low-Power•;DTMF Recelver
... PACKAGE PJN DÉSIGNATIONS ' - "' ' - ''"(TOPViEW) . • ' - . ..
.. ,-• -. . . Di [v' ' • ' HEX/B2B [
-;-. '. ' ' ; EN 1
' vp r,- • KC [
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AÍJALOG ÍJ [
1
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18 -Pin DIPSS175T202
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U
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B ' U
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1f i-PlnDIPSSI75T203
] D2 ' L'
] 04
1 D3
] CU1DV
1 DV " '
] ATB
J XJÍÍ :-
] XOUT
] CfJO
)
ORDERING IMFORMATIOM
PÁRT DESCRIPTIOH •
• 6SI75T202• * 1B-pinPlaElc DIP -
<^Í75T203 • . •\^ 16-pIn Plaste DIP
onocn KO.
SSI75T202-IP
.. SSI75T203-1P. -
'PKG, MARK
75T202-IP
75T203-IP '
med byoni iti u»« Ko í
tKjngoi In
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*t *JT/ *m« «riroJl r^tc». AocoftíngY. rf^ itaúc: » r^l ti» do U
1-OS1 . CA 97tW.pUJ 731-71 10. FJUÍ. (7 U) 731-5457
CISC? Eicon . kx.
HT' I 9 9 1 ' SILICON SYSTEMS INC.' -_-J.-:,-i:r-7~ ".8^0X1
iriU\~r
8031/8051/8751SINGLE COMPONENT-8-iBIT-MICROCOMPUTER/..
.8031-Control Orienled CPU Wilh RAM and l/o;8051 - An 8031 With Factory Mask-Programmable ROM8751 - An 6031 With User Programmable/Erasable EPROM
4Kx8ROM/EPROM1 2 8 X 8 R A M •Four 8-Bit Ports, 32 I/O Lines "Two16-BilT¡mer/Event CoqntersHigh-Perlormance Full-DuplexSerial Channel-Exíernal Memory Expandable to 128KCompatible wllhMCS-80£/MCS-85SPeripherals
Boolean Processor .,."". -" ; -MCS-48- Architecture Enhánced-wlth";• Non-PagedJumps " • " " " ."''• Dírect Addressing• FourS-RegisterEanks• Stack Dep!hUptoi28-Bytes• Multiply, Divide,Subtract, CompareMost Instructions Execuie In1j:s4ps Multiply and Divide *
The fnlel» 8031/8051/8751 is a stand-alone. high-períormance single-chip compuler fabrica tcc Wtíh Inlei's"highly-reliable~+5 Volt, depletion-loao, N-Channel. síiicon-ga;e HMOS technology and packaged in a 40-pín'DIP. Uprovidesthehardwareíeatures.architecluralenhancerr.enlsandnewinslruclionslhalarenecessaryío 'makeila powerful and cost'effectiye controller (orapplicatíons requiríng up lo 6-íií bytes oí program memoryand/or up to 64K bytes oí data storage. ••The 8051/8751 contains a non-volatile 4K x 8 read only program me.mory; a.volatile 128 x 8 read/wriíé datamemory;32 I/O lines; two 16-bit tímer/counters;a íive-source. tv/o-priorily-level.n'csiedinterrupí síruclure;aserial I/O pon (or eíther multi-processor communicotions, I/O expansión, or (ull auplex UART; and on-chiposciHatorandclockcírcuits.The 8031 is idéntica!, except that ¡t lacksthe program memory. For Systems thatrequire extra capability, the 8051 pan be expanded using sianflard TTL compatible memories and Ihe byteorieri^ed MCS-30 and MCS-85 peripherals. • - ' . - ' i '. -''The 8051 microcomputér. like íts 6048 predecessor, is elficíent both as a controller and as an arithmetícprocessor. The 3051 has extensíve lacililies (or binary and BCD aritnmetic and excels in bít-handling capa-bilities. Eíficíent use oí program memoryTesuits ironran mstruction set consisnng ot'44bÁot one-byie, -41V""two-byte.and 15% three-byteinstructions. With a 12 MHzcryslal. 56^ oí me mslructions execute inl^is. 40%in 2¿¿sana multiply and divide require only 4^s. Among the many íñslr'uclions adcJed to the standard 8048~instrurtion set are multiply, divide, subtract and compare.
Figure 1.Elock Díagram
Flgurel2-/ * 'Logic Symbol
FlQuriS.PInCon/jgurjUon
Y''.
8031/8051/8751
INTRODUCTION ' -• Thísdalasheel provides an ¡ntroductüon to the 8051
íamily. A delaüed descríption oí the hardware re-quiredloexpand the 8051 with moreprogrammem-ory, data memory, I/O. specialized peripherals and¡nto mulliprocessor coníigurations is describedmthe 8051 Family User's Manual. "
THE 8051 Family—T£c 6053 is a stand-alone high-períormance single
chíp computer íntendéd (or use In sophísticatedré'al-lime ^applicalíons such as ¡nstrumentation,industrial control and ¡ntelligent compuler periph-
..'erais, U providesjhe hardware: fe^lures^Erchitecluralenhancements and new instructions that make ít a
_i,poi""'¡ijl ano rn<=t pfr*»rlive roniroller íor applicatíon*;.requiring up to 64K-bytes oí program memory and/orup lo 64K-bytes oí data storage. A Block Díagram issnown in Figure 3.Tne 8031 is a conlrol-orienled CPU without on-chip .program memory. It can address 64K-bytes oíox.terncil Progrem Memory ín eddition to 64K-bytesoí External Dala Memory. Forsystems requiring exlracapability; eacn member oí the 8051 íamiíy can beexpar.dec using standard memories and the byieorienled MCS-BO and MCS-85 oeripherals. The 8051is an 8031 wiihMhe lower 4K-bytes oí Program
...V.emory íillad with on-chip mask programmableROM while the 6751 -has 4K-bytes oí UV-light-erasable/electrically-programmable ROM.The three pin-cornpatíbie versions oí this com-ponenl re-duce tíevelopmenl problems to a mínimumano provide máximum ílexiDilily. The 8751 is wellEuílsd íor developmen'.. prototyping. low-volumeproduclionand appücaíions requiring field updates;the 8051 íor IOV/-CQSI, high volume productíon; andthe 8031 íor applications desiring the ííexibilíry oíexternal Program Memory which can be easily
modified and updated in the field. . JK
MACRO-VIEW OF THE 8051 . .ARCHITECTURE - ' /" "" '; .On a single die the 8051 microcomputer combinesCPU; non-volalíle AK x 8 read-only program memory;volaiile 128 x 8 read/write data memory;32 I/O lines;two 16-bít timer/event counters;a five-source, two-priorhy-level, nested inierrupt structure; serial l/pport íor eithermultí-processorCommunications, I/Oexpansión, orfull dúplex UART; and on-chip osclllá-tor and clock circuítsVThis section will provide'anoverview oí the 8051 by providing a high-level dé-
''scríplion oí ¡is major elements: the CPU archítectureand the on-chip íunctions peripheral to the CPU.
-The n uñarle tRrrn "8051 "is used lo refer collectiyelyto the 8031, 8051, and 8751. •..../8051 CPU Architecture'. ''""1
The 8051 CPU manipúlales dperands ¡n four memo>yspaces. These are-ihe 64K-byle Program Memory.ÉWK-byte External Data Memory. 38-4-byte IntemalDala Memory and l&-bil Program Counler spaces.The Interna! Data Memory address space ts'furtherdivided ¡nto the 256-byte Internal Data FLAM-and.12S-byte Special Function Register (SFR) addressspaces shown in Figure A. Four Register Banks(each with eight registers), 128 addressable bits.
,and the stack reside in the Intemal Data RAM. Thestack depth is limiied only by the evailabla Interna!Data RAM and hs locatio'n ¡s delermined by the 8-bíts;ack pointer. All regislers excepl the Program.Counter and the íour 8-Register Banks reside ín the •Special Function Register address space. Thesememory mapped regisjers include arithmetic regis-ters, 'pointers, I/O ports, interrupt system registers.timers and ser¡al_port. 128 bit locations ín the SFRadaress space are addressable as bits.Tne 8051 con-tains 128 bytes oí Internal Dala RAM and 20 SFRs.
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Figure 4. 8051 Family Memory Organlz*tlon
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. The 8051 provides a non-paged Program Memory.. . address space to accommodaíe relocatable code.•_ Conditional branches are perlormed relative to the
Program Counler. The register-índirect ¡ump permits'branching relalive lo a 16-bit base register with anoííset províded by an 8-bit" índex regisler. Síxleen-bíl¡umps and calis permit brancning lo' any locationin Ihe conliguous &4K P/ogram Memory address
i space.The 8051 has five methods (or addressíng source
I operands: Regisler. Direct. Register-lndirect, Im-¡ medíate and Base-fiegister- plus Index-Registei-I Indirect Addressing.Trie [irs! three methods can bet used lor acaressing de§tination operands.. Most
inslructions have a "destination. source" field thals specifies the dala type. addressmg methoas and
opéranos ínvolved. For operations other thanmoves. the destinalion operand is also a sourceoperand.Registers ¡n the four 8-Regisler Banks can beaccessed" through Register. Direct, or Register-Indirecl Addressíng; tne 128 bytes of Inlernal DataRAM through Direcl or Register-índirect Addressíng;
'and the Special Function Reg:sters Lhrough DirectAddressing. Exlernal Data Memory is accessedthrough Register-índirect Acdressmg. Look-Up-Tables residen! in Program Memory can be accessed•through^Base-Regisler- plus Index-Register- IndirectAddressing.The 3051 ís classifíed as an 8-bit machine since theinlerna! ROM. RAM. Special Function Registers.Arithmetic/Logic Unit and externa] data bus are eachB-bits wide. The 8051 periorms operalions^on bit.nibb'e, byíe and double-byte daia types.The 8051 has extensíve (acilities for byle transfer,logíc. and integer arilhmetic óperations.'ll excels atbit handling sínce data transfer, logic and condi-tional branch operations can'be perlormed directlyon Boolean variables.The 805Vs mstructipn sel ¡s an enhancemenl ofthé-instructíbn sel familiar to MCS-48 users. U isenhanced to allow expansión oí on-chip CPUperiphersls and to oplimize byle eíliciency andexecuüon speed. Op codes were'reassígned lo addnew_ high-power operations and to 'permit newaddressíng modes whích make Ihe oíd operationsmore onhogonal. Efficíent use o( program memoryresults Irom an instruction set consisüng of 49síngle-byie, 45 two-byte and 17 three-oyte inslruc-lions. When using a 12 MHz oscillator. 64 instructionsexecute in Ips and 45 ¡nstructions execute in ZL/S.The remaining instructions (muttiply and divide)execute ¡n only 4/js. The number of bytes ín eachinstruction and the number of oscülator períodsrequired íor execution are listed ¡n the appended6051 Instruction Set Summary. . . - - - .
On-Chíp Peripheral Functions ' • : .Thts far criy the CPU and memory spaces of the805". -í¿-.e ceen descnbed. In addition to the CPUan£ -peir.cr.es. an inlerrupt system. extensivo I/Ofaenes •-'•d severa! pe'riphera! íunctions are inte-gra:=d on-c-iip 10 relieve .Ihe CPU oí repetilíous. .corrr?CE:ec or time-crítical lasks and to permit •slnnce'H real-lime control oí exlernal syslem inler-laces The extensive I/O facilities include the I/Opms. pa.'é..el l.O ports. bidirectional aodress/daiabus ene i'-e serial pon for I/O expansión. The CPU-pereceré, íjnciions integraled on-chip are tne two~l6-ri'.co'jni£rs and the serial port. All ol'lhese workioge:~.ef te creatly boost system períormance.
. INTEÍRUPT SYSTEM ' . - " • ; ' . • •Exi6".ai e.'ents and lhe--real-time-driven 'on-chip.peri".ef2¡s require service by the CPU asynchrpnouslo trvé e»,e:t.lion of any panícular seclion oí code^To t^eir.e as/nchronous activiliei of these íunclionsto nc-mal D-ogram execution. a'sophisticaíed mul-jip'e-íc-j'ce. tv/o-priority-leve!. nesled inierrupt sys-lem ií prc.-¡2ed. Interrupt response latency ranges(rom líjs 10 o/s when using a 12 MHz crystál.The 3C61 scknowledges ¡nterrupt requests fro'mflve £3urces Two Irom external sources via4he INTOana ¡\Tl oms. one Ipom each of the two.Mnternalcounürs énd one (rom the serial I/O port. Eachinterrjpt veclors to a sepárate location ¡n ProgramMemrry !cr its service program. Each oí the fívesources can be assigned lo either oí lwo prioritylevéis anc can be ¡ndependently enabled and dis-aoleo. Acc-tionally ail enabled sources can b^globallydisaz-sc cr enabled. Each exlernal interrup* is pro-gram.Tiab.e as either level- .or transilion-;ctivatedana 15 aciís-e-Iow to allow the "wíre or-ing" oí severalimerr_pi sojrces to ihe inpul pin. The.fnterr-uptsystem is shown diagrammatícally In Figure 5. • •
I/O FACÍ LÍT1 ES ' ' ' ?.- 1 'The £051 r--¿5 ¡nstructions that treal its 32 li'p lines'as 32 incr.-tdually addressable bits and "as lourpara'»cl S-DM pons addressable as Ports 0. 1;.2 and 3.Pons 3. 2 arj 3 can also assume other luncuons.Pon C pro\ioes the multiplexed low-orderVaddressand 23ia CL-S used íor expanding the 8051 -withsiancsrc me-nones and peripherals Pon 2 providesthe ncn-orcer adflréss bus when expantíing the,8051 *.:n exremal Program Memory or more than256 "r.-.es o! Exlernal Data Memory. The pins ofPon 3 can ^£ con'igured individually to provide ex-terna- ir.ten-jpt requesl inputs. counter ¡npuls. thesenaJ ^or.'s receiver mput and transmitier output,and te genérale tne control signáis used Ibr" reatíinganc1 \r.iinc 5>ternal Dala Memory. The generalionor '«se of zi altérnate lunclipn on a Pon 3 pin is 'done auíomatically by'the B051 as lonqas the pin
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Figure 5. 8051 Inienupt Syilem
¡s coníigured es an ¡nput. The coníiguration of thepons is shown.on the 8051 Family Logic Symboloí Figure 2. , . . - . , - • •Open Draln I/O PlniEach pin oí Pon D can be coníigured as an opendrain ouípui or as a hígh impedance input. Resettíngthe mícroccmpuier progrems each pin as an input bywrllmg a ono (1) to the pin. U a zero'(O) is later writtento ihe pin ¡t becomes confígured as an output and _will continuously-sink curren!. Re-wnl¡.".g tne pinto B one (i) will place íls ouíput driver ¡n £ htgh- 'impedance fíete and ccníigure the pin as an input.Each I/O pin el Port O can sink two TTL loeds.
Qu£»l-Bitílrectlonal l/O Pin»Ports T, 2 and 3 are quasi-bidirectíonal buríers.Resening Ihe microcomputer programs each pin asan input by wriííng a one (1) to the pin. lí a zero (0)¡s later written to the pin it-becomes configurad asan output anc will continuously sink current. Anypin ihat is coniígured as an output will be. recon-íígured as_an input when a one (1) is written to the .pin. Simulíaneous to Ihis reconfiguration the outputdríver of tne quasi-bídireciional pon will sourcecurrent for tv;o oscillator'periods. Since curren! is .sourced nnly when a bit previously vínilen lo a zero(0) is updaied to a one (1). a pin programmed as an ..input will not source current into the TTL" gate thalis dríving it Íl Ihe pin is lalsr written with another one(1). Since the quasi-bídírectional output driver sourcescurrent lor only two oscíllalor periods. an iniernal .
pullup resistor oí approximateiy 20K- to 40K-ohms. is provided to hold the external dríver's loadíng at aTTL high level. Pons 1. 2 and 3 can sink/source oneTTL Icád.
Mlcroproctisor Bui . • • •A microprocessor bus is provided to permít Ihe 8051to solve a wide range of prpblems and to allow theupward growih of user producís. This mutliplexedaddres.5 and data bus provides an interface com-patible with standard merriories, MCS-80 peripheratsand' the MCS-85 memories Ihat include on-chlpprogrammable l/O pons and timing functíons, These
. are summarized ¡n the 8051 Microcomputer Expan-'' sion Components chan oí Figure 6.
Wnen accessíng exlernal memory Ihe hígh-orderaddress ís emined on Pon 2 and the low-orderaüdress on Pon 0. The ALE signal Ís provided íorslrobing the' address inte a n external laten, Theprogram store enable (PSEN) signal is provided lorenabltng an external memory device to Port O duringa read (rom the Program Memory address ípace.Wnen the MOVX instruction is executed Pon 3 auto-matically generales the read (fíD) signa! lorenablingan External Data l/.emory device to Pon O or gener-ales the write (WR) signa! for strobing the external
' memory device with the data emitted by Fon 0. PortO emits the address and data to the external memorythrough a push/pull driver. that can sink/source two.TTL loads. At the end oí the read/wríte bus cyclePon O ¡s automatícally reprogrammed lo ¡U high
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CalegoryI/O Expander
Standard EPROMs
í-i~ •••,.:,
Standsrd RAMs
Mutliplexed Adaress/Data RAMs
Standard I/O
•
Standard Penpnerals
Universal PenpheralInteríaces _•
Memories withon-chip I/O andPeripheral Functions.
I.D.
••
275B'
•2715-1
2732
2732A
.2114A21^82142-2
8185A
82128252828382S5A
8251A'
82Ü582868287
8253A
S279
~829'l8292
8041A8741A
8155-2B355-28755-2
Descriptlon8 Une I/O Expander(Shiíl Register) -
iKx 8 450 ns LighlErasable •' *"
2K x 8 350 ns LighlErasable
4K x 8 450 ns LightErasable
4Kx 8 250 ns LJght"Erasable
iKil 4 100 ns RAM. ,! K x 4 7 0 n s R A M1 K x 4 200 ns RAM (
IKx 8300 ns RAM - '
8-Bit I/O PonB-BM I/O Pon8-Bit 1/O.P.onPrcgrammablePeripheral Inierface
Programmable Com-municanons Interíace
1 oí 8 Binary DecooerB¡-diretnonal.Eus DfiverBi-directional Bus Dnver
(Irwerttng}Programmable IntervalTimer
ProgrammableKeyboard/DisplayInledace (125 Keys)
GPIB Taller/Lis tenerGPIB Controller
ROM Program'MemoryEPROM ProgramMemory
256x8330 ns RAM2Kx 8330 nsROM2K* 8 330 ns EPROM
Comments • -
Low Cpst I/O Expander
User programmable anderasable. • '-. '
- -,- - .!-:•- ••:•& - '.
Da 13 memcry can í>e .-• .easily expanoed using
'standard NMOS RAMs.
Serves as Address Latenor I/O pon.
Three 8-Dil pro^rammableI/O poas.
SenaJ CommunicanonsReceiver/Transminer.
MCS-CO and Í.ÍCS-B5perip/ieral aevices arecompatible wiin theSOS!alloi*ñng eásy addiuonofsoecialued inleríaces.Fulure MCS-EO/B5devtces will also Decompatible.
User programmable loperíorm custom I/O andcontrol íunctions
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ProgramOr DataMemory
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Figure 6. 8051 Microcomputer Expansión ComponenU
impedance state and Port 2 ¡s returned to the siale''rt had prior to the bus cycle. The 8051 generalesthe address, data end control signáis needed bymemory and I/O devices ína mannerthatminimizesthe requírements placed on external program anddata memories. At 12 MKz. the Program Memorycycle time ¡s SOOns and the access times requíredIrom stable address and PSEN are approximately320ns and I50ns respectively. The Exlernal DataMemory cycle time ¡s 1¿fs and the access timesrequíred (rom stable address and (rom read (RD)or write (WiR) command are approximately SOOnsand 250ns respectívely. « - . - • . "
TIMER/EVEMT COUNTERS ''- . '-.,The B051 contains two iG-bitcountersformeasuringtime intervals, measuring pulse wldths, countingevents andgenerating precise, penodicinterrupt re-quests. Each can be programmed ¡noependently toopérale similar toana04fie-bittímerw/th divide by 32prescaler or as an B-bít counter with divide by32 pre-scaler (Mode 0}. as a 16-bil time-ipteryal or eventcounter (Mode 1}. or as an B-bit tinie-interval orevent counter with sulomatic relo'ad üpon over-
Ad.ditionally. counler O can be programmed to amoo'e that divides it into one 8-bit time-interval or
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/Q31/8051/875.1 L....J.J.....
event counter and one 8-bít time-intsrval counter(Mode 3). Wheh counterOisin ModeS.ccunte/l canbe programmed to any oí the :hree aícrcmenííonetlmodes. Ithough ¡t cannot set an ínte-rupl requestílag or genérate an interrupt. Thís mode is usefulbecause counter Ts overflow can be used to pulsethe serial port's transmissíon-raie gensrator, Alongwith theír múltiple operating motíes 2rd 16-b.t pre-cisión, the counterscanaiso handle very hich input-.frequencies, These range (rom 0.1 Mhzto 1.0 MHz.(íor 1.2 MHz to 12 MHz crystal) when crogrammed.(oran input thát is a división by 12 oí ne oscillatorfrequency and from O Hz to ari upper líríl o( 50 KHzto 0.5 MHz (íor 1.2 MHz to 12 MHz crystal) whenprogrammed for external inputs. Both Interna! andexterna!-Jnputs can be -gated lo ihe csunter by asecond external source íor direcily measuringpulse widths.The couriters are started and stopped un~er softwarecontrol. _Each counler sets its interrupt reques! flagwhen it overllows (rom all ones to all ze.'os (or auto-reíoad valué). The operaiing modes ana irput sourcesare summarized ¡n Figures 7 and 8. Trs efíecis oítheconíiguration ílags and the status fla~=are shownín Figures 9 and 10. - -• . - -
Serial Communications- --.-The 6051'has a serial I/O port ihat ís useful íorserially lir.king peripheral devíces as welí as muh-ple8051 s thfough standa'rd asynchronous prc:ocols wfthíull-duplex operalion. Ths seria! port ¿so has asynchronous mode for expansión oí I/O ..nes us:ngCMOS and TTL shift regíslers. This harc*are serialCommunications ¡nlerface saves ROM coze andpermits a much higher transmission ra;e :".an couldbeachíeved through software. In respo.nselo a st'iaJpor! ¡nttírrupt request the CPU has only ;o read/A-'ítethe serial port's buríer to seryíce the serial Ink.A block diagram oí the serial port is shown in Figures11 and 12. Methods (or linkíng UART ^universalasynchronous receiver/transraitter) de/ices ere
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A MULTI-ilil IN7ERCOMNEC7—VULFDUPLEI ' B- «ULTI-BOil INTE»CONHECT—FUIL DÚPLEX C. IOÍI-12Í1 WTEHFACE
Figure T3. UART Interlacing Scheme»
showri ¡n Figure 13 and'a method íor I/O expansiónís shown in Figure 14. • •The lull-duplex ssna! I/O por! provides 'asyn- .chronous jpodes to facilítate Communications withstandard ÜART devices, such as prínters and CRTtermináis, or Communications with otner B051s in-multi-processor systems. The receiver Ís doublebuffered to elimínete the overrun inai v.-culd occur i(ihe CPU luíled to respond to the receiver's Interruptbefore Ihe beginnmg oí the nexl Irame. Double bufíer-inc] of the-'transmitter is nal needed since Ihe 6051crin generally maintam the serial Ünk at íts máximumrale without it. A minor degradation in transmissíonrale can occur in rare events such as when the servíc-ing of the Uansmitter has lo v/ait for a lengthy inter-rupt service prograrr. to complete. In asynchronousmodés. lalse slart-bit rejeciion is provided on re-csived trames. Fornoiserejecíionabesl two-out-ol-three volé is taken on three sarnples near the cenleroí each received bit.\Vhen interlacíng wilh-standard UART devices thesoriaí channel can be programmed to £ mode (Mode1) that transmits.'receives a len-bit Irame or pro-gr?.mmetí to a mode (Wode 2 or 3) that transmita/receives an eleven-bit Irame as shown In Figure 15.The trame coni-ÍEls oí a start Sil. eígh: or nine databiisand asiop bi!. In'Motíss 1 andS.the'.ransmission-ra¡2 timíne cíicuiíry receives a pulse írc.T. counter leach time tne counterovedíows.Theinp-jt tocounter1 can be enexiernal source or a división by 12 oí theoccíllator frequency. Tne auto:rel02d mode oí thecounter provides communicaljbn rales oí 122 to31,250 bils per second (incluciog start and stop bits)(or a 12 MHz crysta!. In Motíe 2 tne communicationrolé Ís a división by 64'of íhe oscil!a;or irequencyyiulc'íng a transmission rate oi 167.590 bils perSí-cond (inclijding stan ancí £',cp bits) íor a 12 MHz •crystal. _ • ...D.-siributed procc-ssing ofíe.'s a '(áster, more power-íu! system ihan can be-niov.ced by a single CPUp¡ocessor. This resulis lrorh> *^erarchy oí ¡ntercon-.-ipüted processors, each wi'.n lis own memories and'"
• ir
Figure 14. I/O Expansión Technlque
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._ Figure 15. Typlcíl Frarne Fomi*U
5-30 '
HJ B «^5 •i5'IÜ|iiHti"P3irod.'•(£
ln many electronicapplications, two wires arereqúired to complete circuits;these are often reíerred to as"balanced arrays" or "twistedpair" constructions.
Paired cable designs findfrequent application in circuitsrequ'iring circuit-to-circuitisolation from noise,minimízation of capacitanceunbalances and a reductionof EM1 interference currents.
Circuit separation ¡sfurther enhanced in thpsedesigns employing individualcircuit shields in concert withan overail shield. Theseshielding systems areavailable írom Carol in amyriad of combinations to suitthe unique needs of thecircuit designen
As with themulticonductor designs, awide array of insulating andjacketing materials areavailable to meet specificelectronic applications.
Index Page!
Multi-PairedUnshielded 45-48Multi-Paired FoilShielded 50-55Articie 725 Multi-PairedPLCC 49, 56
CAROL44
Communication and Control Cable
i-Pairéd'Fbií-
22 Solid 0.042 1.07 0.042 1.07 0.385 9.78
A-Conduclor to conductorB-1 conductor and olher conductora connecled to shíeldC-Conductor resislanceD-Shield reslstance
COLOR CODE CHARTNO. OFPAIRS
12
COLOR
Black/YellowRed/Blua
Product Construction:
Conductor. 22 AWG (ully annealed solid tinned copper
per ASTM 8-33• Twisled pairs
Insulation:• Premium grade color coded LoCap®
loamed polypropylene• Color code: See chsrt below
Shleld:. 100% Flexloít3 aluminum/polyesler, 25%
overlap, foíl facing oul. 22 AWG sUanded ünned copper drain wire
Jacket. PVC, black. Temperalure range: — 20'C to -t-60'C. Voliage raling: 30 volts (UL)
Applications:. High speed computer ínterconnects. Control circuils. Industrial equipment
Industry Approvals:. UL2668. Passes VW-1 Vertical Fíame Test. OSHA acceptable
Packaging:. 1000 ft (305 m). 500 fl (152 m)• Available on spools and bulk reels
Recogníied PUM»ULVW-1RimíTeit
Unda*T¡tefS Laboraloñes Inc. Ufxíefwíteís UÍJCíalories Inc. Admirislrafofi
OSHA AcctplablíOcopatoü! Salet/ and Healtíi
53
Communication and Cp n t ro I_C ab I e
||awe|Ümited;Circuit Cable Type PLTCpí4¿K . ;;;; l"" ' 725 .--•.-^^^^:f^S--r-^:'--=;;v':;V^?^
- • - • • • • '..'.-• •.^••.ÍT....-K. *.*.;'.:Í{.-.AV->. :•>;'.'-.-.'.,•.-...,»;-:• i j-.,¿.
• H*yy
:. iv.'. - i!**-^'*
Product Construction:
Conducton. 22 or 18 AVVG fully annealed stranded
tínned copper per ASTM B-33. Twisted pairs
Insulatlon;. Premium grade color coded PVC. Color code: each paír black and red
numbered at one ¡nch ¡ntervalsShleld;
. 100% Flexíoif3 aluminum/polyesler, 25%overlap, loil facing out
. 22 AWG slranded linned copper draín wireJackeü
.. _ . PVC, chrome gray. Temperatura range: -20'C lo -f 105'C. Voílage ratíng: 300 volls
Applications:. Burglar alarms. Power limiled circuits. Inlercom syslems. Susiness machines. Computer interconnects• Suilabíy matked for appropriale Iray cable
ínslallalions. Petro chemícal control systems
Features:. Superior temperatura characlerislics. Robust, highly durable. Sunlight resistan! jacket
Industry Approvals:. NEC Article 725 Class 2 and 3 Power
Límíled Círcuils. UL Subj'ect 13, Power Limiled Tray Cable. Hecognized Componen! per UL 2464. CSA AWfAJR-64. Passes UL"70,000 BTU Fíame TesL. OSHA acceplable
Packaging:. 1000 ti (305 m). 500 tt(152m). Available on spools or bulk reels
C0550C0551C0552C0553C0554C0555C0556C0557C0558C0559
C0560C0561C0562C0563C0564C0565C0566
23469
1115192751
23469
1115
2222222222"2222222222 '
1818
•1818-18,18-18
7/307/307/307/307/307/307/307/307/307/30
16/3016/3016/3016/3016/3016/3016/30
0.0160.0160.0160.0160.0160.016
' 0.0160.0160.0160.016
0.410.410.410.410.410.410.410.410.410.41
0.0160.0160.0160.0160.0160.0160.016
0.410.410.410.410.410.410.41
0.0430.0430.0430.0530.0530.0530.0530.0630.0630.075
1.091.091.091.351.351.351.351.601.601.91
0.0430.0530.0530.0530.0530.0630.063
1.091.351.351.351.351.601.60
COLOR CODE CHARTNO. OFPAIRS
1COLORBlackRed
0.3100.3260.3530.4250.4880.5360,5940.6310.7410.950
7.87•8.288.97
10.8012.4013.6115.0916.0318.8224.13
0.3610.4000.4510.4810.5960.6760.750
9.1710.1611.4612.2215,1417.1719.05
RecognlztdCornponenl
UíxteftirileíS Labocalcoes Irc.
Uittd Pa$«iULVW-íRameTeJl
Undefwriters Laboratories Inc. Mnir¿lrat¡on
OSHA AccepUbfeOcapatbnal Satety and Heahíi
52
ANEXO CCOSTOS
9
*
Tabl
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ci
0,67
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0,14
0,10
1,95
0,38
0,27
0,53
0,54
1,72
0,05
3,72
1,17
0,80
1 5,69
Supe
rior
ón
Tota
l
160
250 33 23 466 91 65 128
130
414 12
892 5 19 134 0
123
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Tabl
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0,004
0,174
0,011
0,008
0,011
0,031
0,204
- - -
0,09
0,15
0,44
Tota
l
15,4
25,7 0,9
41,7 2,6
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2,7
7,3
49,0 0,4
1,7
7,4
0,0
12,2
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10,6
25,0
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106,3
Tabl
a 5.
3Co
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0,019
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2,7
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5,4
4,5
14,7
117,8
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25,6
45,0
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Tabl
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5
Esti
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101,2
0,9
3,7
15,2 0,0
28,0
47,8
22, Y 7,5
29,9
178,9
Tabl
a 5.6
Costos
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Com
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2B
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4,2
7,70
56,6
ALT 4
54,5 7,70
306,9
ALT
5
54,6 8,23
110,7
Tabla 5.7Costos de Mantenimiento y Operación
(Mi 1 Iones de sucres)
Rubro ALT 1 ALT 2A ALT 2B ALT 3 ALT 4 ALT 5
OperacionesPersonal de Operaciones 6,1 6,4 7,3 U,7
Total 17,9 19,3 21,5 25,9
12,1 -12,4
MantenimientoPersonal de MantenimientoEquipo**Materiales***Total
7' 03
11
,9,9A.8
813
12
,7,0.2,9
91314
,5,1Jj,2
91314
,5,1J 6,2
1024
17
,7Q****
ll
,0
11,82 3*> -*4,7
18,8
29,1 31,2
* El costo de electricidad (el cual podría ser tan alto como un 75% del costomostrado arriba) no ha sido incorporado dentro de este análisis ya que estecosto debería permanecer virtualmente no-cambiado entre el sistema actual yalguno otro de los cinco alternativas propuestas para el control de tráfico.
** Experiencia operacional ha mostrado que los costos de los equipos constituyenaproximadamente un 8% del total de los costos de mantenimiento.
*** Experiencia operacional ha mostrado que los costos materiales constituyenaproximadamente1un 25% del total de los costos de mantenimiento.
**** La incrementada proporción del costo de equipo, hasta un 12%, es debido acamiones elevadores especiales, etc. para los sub-sistemas de CCTV y CMS.
DIAGRAMA 5.1
POSIBLE ESTRUCTURA ORGANIZATÍVA Y REQUISITOS DE PERSONAL
AUXILIANADMÍNÍSTRACJON
1.
JE/E
\.SICREIARIAS
• 1.
r 2 .
. [EJL_ "i*. '
SUPERVISOR
DI
MANTBNJfcNENTO
Jt/E
DE
EOIMPO
1.
TECUCOS
ELÉCTRICO»
1.
2.
3.
4.
JE/I
DIEOLMPO
2.
TÉCNICOS
ELÉCTRICOS
5.
6.
7.
a.
•
JE/E
OE
EOIMPO
3.
TÉCNICOS
ELECTWCOS
9.
10.
11.
1Z
•
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/1 8
67
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7.7
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27
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53
32
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1.33
83.
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3.7
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3
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2.8
46
3.3
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1
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1.5
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12
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2.35
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2.7
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- 15
,15
4.97
0.49
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-
22
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Central
3. Computador
Central
0 . Computador
Central
Con
CC IV
5. Computador
Central
Con CC1V y CMS
Costo de
Capi
tal
(S/. 000. 000)
1.15
2-1.361
1.211
-1.170
1,285
-1.521
J.352
-1.605
1.382
-1.612
J.521
-1.821
Costo de
Oper
ació
nAnual
(S/. 000. 000)
17,9
19,1
21 ,9
33,6
36,0
39,1
Valo
rPresente
Neto
{Ben
efic
ioEnergético)
(S/. 000, 000)
1.298
2.171
2.674
3,Í72
3.065
2.888
Razón
8/C( Ene
rgía y
oper
ac iones
de Ve
hícu
los
Come
rcia
les)
2,56
-2,98
3,21
-3,77
3,58
-1,15
3,71
-1,30
3,50
-1,03
3,18
-3,69
Bene
fici
oEnergético
Anua
l(S/. 000. 000)
393
512
•
627
717
717
717
Beneficios
de Demoras
Anua
les
(S/. 000. 000)
2.231
3.131
3.611
3.928
3.928
3.928
Beneficios
de Contaminación
Anua
les (CO)
(kg. 000, 000)
3,99
5,59
6,20
7,01
7.01
7,01
Armazón
de Tiempo
(Anos)
2Í-3Í
2Í-3J
2J-3J
3Í-1Í
1-5
1-5
Apoyo
Técnico
Trán
sito y
Eléc
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Eléc
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o
Trán
sito y
eléc
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Comp
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Comunicaciones
Computador y
Comunicaciones
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1.257 17,9
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1.273
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1.211
1.170 30,6 0,0
30,6
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13,0
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1.35
5 19,3
J.40
31.632
ALT
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1.285
1.521 43,9 0,4
47,7 7,3
14,2
163,5
1,403 21,5
1.478
1.714
ALT 3
Comp
utad
orCe
ntra
l
1.352
1.605 4,
27,7
70,5
11,7'
14,2
197,0
1.478 25,9
1.584
1.838
ALT 4
Sist
ema
deVi
deo/
CCTV
1.383
3.642 54 , 5
7,7
113,
1
12,1
17,0
222,1
1.51
2 29,1
1.688
1.948
ALT 5
Sist
ema
de CM
S
1.524
1.821 54,6 8,2
117,2
12,4
18,8
'237
,"3
1.672 31,2
1.847
2.144
DIRECCIÓN NACIONAL DE TRANSITO
DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓNSECCIÓN INGENIERÍA DE TRANSITOENERO / 94
PRESUPUESTO REFERENCIA PARA EL PROYECTO DE SEKAPORIZACION DE 1.INTERSECCIONES EN EL CENTRO HISTÓRICO DE LA CIUDAD DE CUENCA .
PRESUPUESTO DE LA OBRA CIVIL
CAJAS DE REVISIÓN
DESCRIPCIÓN
Excav. sin cías, a manoDesalojo de materialesHorro, losa fondo y tapaAcero de refuerzoManipostería de ladrilloEnlucido interiorRevestimiento veredas
UNIDAD
m3m3m3kgm2m2m2
..
CANTIDAD
43,5050,0023,20
1.450,00319,00290,0058,00
P. UNITARIO
9.500,006.000,0020.000,002.500,0022.500,008.000,0025.000,00
T O T A L para 296 cajas
P. TOTAL
413.250,00358.000,00
4'640.000,003 '625. 000, 007 '177. 500 ,002 '320. 000, 001'450.000,00
19*983.750,00
ZANJA EN VEREDA O CALZADA
DESCRIPCIÓN
Inst. tubería PVC 3"Excv. por metro linealDesalojo de materialesRelleno suelo selecc.Hormiaón simóleReposición acera o clzda
UNIDAD
mim3m3m3m3m2
ii
CANTIDAD
8800.00785.001045,00 "531.00261.961047.84
P. UNITARIO
7500.009500.006000.0030000. OU290000.0025000.00
T O T A L para 8800 metros lineales
P. TOTAL
66 '000000. 007'457500.006 '270000. 00
15' 930000. GO75 '968400. 0026'1S6000.00
19 '821. 900. COj . — -_ *
TOTAL DEL- COSTO DE LA OBRA CIVIL = S/. 39 ' 80 5 . 650 , oo SUCH^Í
DIRECCIÓN NACIONAL DE T&ANSITO
DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓNSECCIÓN I;/L-£NIERIA DE TRANSITOENERO / 94
PRESUPUESTO REFERENCIA!, PARA EL PROYECTO DE SEMAFORI2ACION DE 72INTERSECCIONES EN EL CENTRO HISTÓRICO DE LA CIUDAD DE CUENCA .
.ALTERNATIVA 2: PRESUPUESTO DE SEMAFORIZACION QUE INCLUYE COMOEQUIPOS 'DÉ CONTROL PLCs (CONTROLADORES LÓGICOSPRQGRAHABLES) .
DESCRIPCIÓN
Tubo galvanizado 4 "Cable de SemáforosCable * 18PLCsRelaysCajas para PLCsSemáforo de 3 lucesPantalla simples 8"Abracaderas 12 "Pernos de 1/2 2 "Remaches 5/32 "Pocos 69wTypeRodelas planas 1/2 "Rodelas de presión 1/2
UNIDAD
mmm
Globaluuuuuuuuuuu
CANTIDAD
44436006710
727229076
1.160590
2.000870100580580
P. UNITARIO
33.333,009.500,00400,00
35.ooo;ooeo.ooo,qo480.000,0018.000,003.000,00685,00100,00
4.000,00920,00195,0085,00
T O T A L
P. TOTAL
14'799.852,0034'200.000,GO2 '684. 000, 0085'470.034,002'520.000,005*360.000,00
139'200.000,001'360.000,003*480.000,00397.300,00200.000,00
3 '480. 000 ,0092.000,00113.100,0049.000,00
293'405286,00
ANEXO DMANUAL DE TELCOS
i
^ El programa TELCOS.EXE que permite el control por
computador del grupo de semáforos de una subred, requiere para
su ejecución de un computador IBM PC, XT, AT o compatible,
pantaí las CGA, EGA o VGA. Los datos generados por las
operaciones de control, serán almacenados en disco f l e x i b l e por
lo que se deberá disponer de un drive para e! efecto. El
programa está realizado para operar con facilidad ya que cuenta
con directivas escritas que señalan la acción a ejecutar para
continuar o suspender un proceso de control. Un mensaje
visualizado en pantalla advertirá al operador de fallas en la
comunicación con la UC (TIEMPO DE ENTRADA/SALIDA FUERA) o con
los semáforos cuando ninguno de el los responda (NINGÚN SEMÁFORO
RESPONDE).
Al ingresar al programa, se presentan pantallas para
definición de tipo de procesador y resolución de video, a fin
de regular la duración de lazos internos de espera y el formato
de presentación de la pantalla de gráficos.
MENÚ PRINCIPAL .
Es el punto central de operación del programa TELCOS desde
donde se puede acceder en forma ordenada a todas las funciones.
Presenta la siguiente pantalla donde se especifican claramente
las acciones a ejecutar.
I I PROGRANA DE TELECONTROL DE ! I
I I SENAFORIZACION I I
SELECCIONE TAREA A EJECUTA Y PRESIONE ENTER
1 : se 1f test%
2: control manual de vía
3 : contro 1 automát ico ESTÁTICO de la vía
4: control automático DINANICO de la vía
5: monitoreo de flujo vehicular
6: lectura de registro de la vía
7: impr i mi r
8: abandonar el programa
CUAL OPCIÓN?
Para acceder a estas -funciones basta con presionar el
número de orden y ENTER, inmediatamente aparecerá una
información correspondiente acerca de la tarea a desempeñar
seguida del requerimiento de confirmación S/N?.
1: sel test Tiene por objeto comprobar él estado del enlace
mediante la emisión de una señal de prueba, misma que al
producir una repuesta, permite decidir si los comandos que se
enviarán posteriormente llegarán a su destino, serán
reconocidos y ejecutados.
2: contro 1 manuaI de vía Rea liza operaciones básicas de
control de semáforos ejecutadas por acción manual, sin depender
de la hora, de la fecha o del estado de -flujo vehicul ar
Consta de las siguientes opciones:
PROGRAMAS PARA CONTROL MANUAL DE VIA
**SELECC1QNE EL COMANDO DESEADO**
A.- PROGRAMA a: Default
B.- PROGRAMA b: Intermitencia
cC . - PROGRAMA c : Cronometra jel , igual pr ior-idad
D.— PROGRAMA d: Cronometraje2, prioridad a la principal
E.- PROGRAMA e: Cronometrajes, prioridad a la secundaria
F.- PROGRAMA f: Apagado
G.~ PROGRAMA g: Reserva
H.— Lectura de conteo en sitio
R.- Retorno al menú principal
PRECEDENTE:
A...R ?
Cabe anotar que los distintos programas de control manual
no son sino ejemplos de aplicación; los tiempos de ciclo y
repartos de ciclo se pueden programar libremente en cada uno
de los contro 1 adores de semáforo. La opción denominada
"Default" permite regresar al cronometraje que por defecto se
instala en el controlador luego de su energización. La opción
H referente a "lectura de conteo en sitio" es una opciój-i que
puede resultar útil para un cálculo manua1 del flujo, ya que
transfiere incondiciona1mente el contenido del contador de
autos de la UC al computador. Escogiendo a voluntad el
intervalo de tiempo en que se realiza esta operación, se puede
deducir el flujo vehicular.
3: control automático ESTÁTICO de la vía Utiliza las
capacidades mostradas en "control manual de vía" , pero
emitiéndolas de acuerdo a un horario preestablecido. Requiere
que el disco -flexible esté colocado en el drive, ya que se
alista a funcionar sin operador humano. Se cancela con ALT Q..
4: control automático DINAMICO de la v Ja Ejecuta los mismos
comandos presentados en "control manual de vía " , pero basado
en una medición previa de flujo que se realiza en intervalos
des^lS minutos. También requiere que esté listo el disco
flexible en su drive ya que a l l í almacenará informaci ón acerca
de las órdenes enviadas y las respuestas recibidas. Mediante
ALT Q. se cancela este modo de operación y se. retorna al menú
principa 1 .
5: Monitoreo de flujo vehicular Dedica al computador
únicamenté a adquirir datos de flujo vehicular por medio de
comunicación directa con la UC. Se cancela con ALT Q..
Presenta las siguientes opciones:
MONITQREO DE FLUJO VEHICULAR
1, Mon i toreo
2, Operación de lectura solamente
3, Retorno a menú principal
opci ón 1 ... 3 ?
La opción de "operación de lectura solamente" permite leer
un archivo creado por la opción monitoreo, proveyendo de datos
medidos de flujo, con fecha, hora y un gráfico de barras flujo
vs. intervalo. El eje de las absisas se divide en forma
dinámica en base al número de intervalos de tiempo que posea
el archivo, de este modo, se ha marcado con un punto un
intervalo de 15 minutos y con una raya pequeña un grupo de 4
intervalos de 15 minutos, es decir una hora. El eje de las
ordenadas corresponde a flujo vehicular donde cada raya
horizontal de referencia que aparece en el gráfico, equivale
a un flujo de 100 vehi cu 1os/minuto.
6: lectura de registro de la vía Permite leer el archivo
A:\VIAXXX.dat donde están almacenadas todas las órdenes que se
han emitido y las respuestas que se han recibido con su fecha
y hi¿pra correspondientes. Los comandos que aparecen bajo cada
página sirven para un adecuado movimiento dentro del archivo,
asi tenemos que:
cualquier tecla avanzar una página
•f avanzar 10 páginas
— retroceder una página
# ir a última página y salir
7 : i mpr i mir Imprime los archivos de datos de vía
A: \ V I AXXX .DAT o de flujo (por e jempl o A: \MON, DAT) , en un
formato que, garantizando la integridad de la información,
permite un ahorro de papel. En dicho formato por ejemplo la
información de respuesta aparecerá como una serie de ceros (O)
y unos (1), donde un uno C l ) significará que el semáforo
f*>y¡
correspondiente a la posición del uno (contando de izquierda
a derecha), ha respondido. Por ejemplo OQ010000 significa que
solo el cuarto semáforo responde a la orden.
8: abandonar el programa cerrará todos los archivos abiertos
(datos y puerto serie) y retornará al sistema operativo,
abandonando el programa.
ANEXO ELISTADO DEL PROGRAMA TELCOS
DIM W(20)DECLARE SUB RESPUE ÍAÍ, AUTQ$)DECLARE SUB BINO í)
DEFINÍ A-ZDECLARE SUB FILTRO (CADENIN5)DIH SHARED SNiDiH V$Í3ÍDIM WÍ20)DIM WW12ÜÍTYPE DRDEX
FECHA AS STRING * 15HORA>AS STRING * 15ULPROG AS STRING * 15FLUJO AS STRINB * 15
END TYPEDiH UCAX AS URDE);
TYPE FLilONFECHA AS STRIN6 * 15HORA AS STRING * 15FLUJO AS INTEGER
END TYPE
DIM MON AS FLttQN
SETEO: CLS OLÓCATE 5, 35, 1PÍUNT "TELCOS1"LÓCATE 6, 35, 1PRINT "• "
LÓCATE 11. 25, 1PRÍNT "SELECCIONE TIPO DE PROCESADOR"PRINTPRINTPRINT " i: 8088"PRINT " 2: 30286"PRINT " 3: SÜ3B6 u.PRINT. " 4; Retorno al DOSnPRINTPRÍNT1NPUT " i...4 "; PROC
IF PROC = 1 THEN 'CONDICIONES INICIALES DE VELOCIDADTOPES: = 150000ELSEIF PROC = 2 THENTQPE& = 250000ELSEIF PROC = 3 THENTOPES: = 350000EL3EIF PROC = 4 THENGOTO FINALELSEGOTO SETEO
END ÍF
VÍDEO: CLS O 'CONDICIONES INICIALES DE PANTALLALÓCATE 8, 30, 1PRINT "ALECCIONE TIPO DE PANTALLA"PRINTPRINTPRINTPRINT " 1: CGA"PRINTPRINT " 2; EGAUPRINT
PRINT "PRINTPRINT "PRINTINPUT "
!F VIDEO = 1 THENSCREEN 2XI = 3Yi = 120X2 = 315Y2 = 195ELSEIF VIDEO = 2 TRENSCREEN' 9 .Xi = 10Yl = 200X2 = ¿30Y2 = 342ELSEIF VIDEO = 3 THEHSCREEN ílXI = 10Yl = 22512 = 030Y2 = 470ELSEIF VIDEO = 4 THENGOTO FINALEL3EGOTO VIDEO
END IF
3; VSA"
4: Retorno al DOS'
i...4 "i VIDEO •
INICIO: SN$ = ""ÍNiC: CLS 0
VIEW PRINTPRINTPRINT 'SN$
DOTMT HrMNI
PRINT "PRINT "Dp T VJT H
PRINTPRINTFRINTPRINTPRINT "PRINTPRINTPRINT "PRINT !l
PRINT "PRÍNT "PRINT "PRINT "PRINT BPRINT uPRINTPRINTINFUT "SELECT CASE sel
1 TQ 25
1 i PROGRAMA DE TELECONTROL DE 1 1I! SEHAFQRIZACION 1 1
SELECCIONE TAREA A EJECUTAR Y PRESIONE ENTER"
1: self test"2: control manual cíe vis"3: control autoiuatico ESTÁTICO de la vía"4: control automático DINÁMICO de la vía"5: ¡ñoñi toreo de flujo vehicular"o: lectura de registro de la vía"7: imprimir"8: abandonar el programa"
CUAL OPCIÓN? H, sel
CASE 1
CLS O
LÓCATE 12, 1, iPRIMÍ "ESTE PROGRAMA EMITIRÁ UNA SEÑAL A LA UC, PARA QUE ESTA A SU VEZ"PRINT "VERIFIQUE LA RESPUESTA DE LOS CONTRQLADQRES DE SEMÁFORO"PRINT "SIN QUE ESTO LES SIGNIFIQUE fiLGUN CAMBIO PROGRAMA;11PRINT "DE ESTE MODO SE COMPROBARA EL ESTADO DEL ENLACE"
PRINTPRINTPRINT 'ACEPTA S/N? "CALL SINOIF SN$ = "N" THEN
GOTO INICEND IFIF SN$ = V THEN
GOTO INICEND IFCLS O
SELF$ = "UN"MANDO? = "7HPRQG$ = "SELFTEST"FDR JJ = I TO 3CLQSEGQTQ EMITE
TEST: VííJJ) = MQDEMINíJfc NEXT JJ
CLOSESELFí = nOFF"MANDO* = "u
IF ÍV$(11 = CHR$ÍO) AND V$Í2) = CHR${0)1 AND V$(3) = CHR$(0) THENCLS O
, LÓCATE 12, 1, 1* PRINT M FALLñ EN ENLACE: NINGÚN SEMÁFORO RESPONDE"
BEEP: BEEP: BEEP -GOTO VAYAEND IF
SIGA: IF V$(I) = Vi(2) THEN 'RUTINA PARA COMPROBAR ENLACECLS OLÓCATE 12, 1, iPRINT u ENLACES OK"ELSEIF V?(2Í = Vi(3) THENCLS OLÓCATE 12, 1, íPRINT " ENLACES OK"ELSEIF V$(ií = V$Í3] TH£NCLS OLÓCATE 12, 1, iPRINT " PLACES OK"
ELSE
CLS OLÓCATE 12, 1, 1PRINT " ENLACE CON SEMÁFOROS DEFECTUOSO"
END IF
VAYA: LÓCATE 19, í, 1PRINT u Pulse una tecla para continuar"
LÓCATE 17, 1, 1PRINT " PROGRAMA ACTIVADO: "; PROG$
DOLOOP UNTIL INKEY* O ""GOTO INIC
CASE 2IN: CLS OLÓCATE 5, 22, 1PRINT "PROGRAMAS PARA CONTROL MANUAL DE VIA"PRINT " —
LÓCATE 9, 22, 1i —1PRINT " SELECCIONE ELPRINTPRINTPRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PHíNT "PRINT "PRINTPRíNT "PRINTINPUT "SELECT CASE PROG$
A.-B.-C.-D.-E.-F,-G.-H.-R.-
COHANDQ DESEADO**"
PROGRAMA a:PROGRAMA b:PROGRAMA c:PROGRAMA d:PROGRAMA e:PROGRAMA f:PROGRAMA g:Lectura deRetorno al
Default"Intermitencia"Cronometraje!,Cronometra je2,Cronometrajes,Apagado"Reserva"
conteo en sitio"tnerui principal"
PRECEDEt^TE;
A n i u... K :
igual prioridad"prioridad a la principal"prioridad a la secundaria"
B; PRQSí
, PROG$
CASE "A"ETIA: CLS O
PRINTPRINT " ' POR DEFECTO"LÓCATE 8, 20, iPRINT "Este programa regresara a deíault."PRINTPRIHTPRÍNT " CICLO = ÍB SEGUNDOS"PRÍNT " todo rojo = 1 s.PRINT " ' principal verde = 6 s.pRIfíT " principal amarilla = 3 s.
^ PRINT u todo rojo . = 1 s.PRINT " secundaria verde =45.PRINT " secundaria amarilla = 3 s.PRINTPRINTPRINT " acepta S/N"CALL SINOÍF SNS = BHB THEN
GOTO INEND IFIF SN$ = "n" THEN
GOTO INEND IFCLS O
AA: MANDO* = "V
CASE "BnETIB: CLS O
LÓCATE 12, 15, 1PRINT "Este prograraa pondrá en asarillo interdi tente"FRINT
PRINT " Acepta S/NrCALL SINOIF SNí = "N" TREN
BOTO INEND ÍFIF SN$ = V THEN
GQTQ INEND IFCLS OHANDÜ$ = "811
CASE "C"ETIC: CLS O
PRINTPRINT " IGUAL PRIORIDAD"LÓCATE 8, 15, 1PRINT "Este programa accionara el cronometraje siguiente:PRINTPRINTPRÍKT " CICLO-= 28 SEGUNDOS"PRÍNT " todo rojo = 1 s." 'PRINT u 'principal verde = JO s."PRINT " principal amarilla = 3 s."PRINT " " todo rojo = i s."PRINT " secundaria verde = 10 s.BPRINT " secundaria acarilla = 3 s."PRÍNTPRINTPRINT " acepta S/N"CALL SINOÍF SN$ = UNM THEN
GOTO INEND IFIF SN$ = V THEN
GOTO IN®® IFCLS O
CC: MANDO? = "íu
CASE "D"ETID: CLS O
PRINTPRINT " PRIORIDAD A LA PRINCIPAL"LÓCATE B, 15, 1PRINT "Este programa pondrá el cranofnetraie siguiente ...PRINTPRINTPRINT " CICLO = 34 SEGUNDOS"PRINT " todo rojo = 2 s."PRINT-" principal verde = 18 s.'PRINT " principal amarilla = 4 s."PRINT " todo rojo = 2 s.'PRINT " secundaria verde = 5 s/
x PRINT H secundaria aasarilla = 3 s.*PRINTPRINTPRÍNT K acepta S/N"CALL SINOIF SNí = "N" THEN
GOTO INEND IFÍF SN* = "n" THEN
GOTQ IN
- END ÍFCLS O
DD: MANDO* = "2"
CASE "E"ETiE: CLS O
PRINTPRINT " PRIORIDAD A LA SECUNDARÍA"LÓCATE 8, 15, 1PRINT "Este programa pondrá el siguiente cronometraje"PRINTPRINTPRINT " CICLO = 42 SEGUNDOS"PRINT " todo rojo = 2 s.'PRINT " principal verde = 10 s.uPRINT " principal amarilla = 4 s."PRINT M todo rojo - = 2 s.uPRINT " secundaria verde' = 19 s.uPRINT " secundaria Mari Ha = 5 s."PRINTFRINTPRINT » - acepta S/N"CALL SINOIF SNS = "N" THEN
GOTO INEND IFIF SN$ = V THEN
GOTO INEND IFCLS O
EEi MANDO? = "3"
CASE "F"ETlr: CLS O
PRINTPRINT M APAGADO"LÓCATE 12, i¿, 1PRINT "PRECAUCIÓN: Este programa apagara los semáforos"PRIHTPRINTPRINTPRINT " • Acepta S/NUCAll SINOIF SN$ = "N" THEN
GOTO INEND IFIF SN$ = Mn" THB^
GQTO INEND IFCLS O
FF; MANDO*" = "5"
CfiSE "G"ETIG: CLS O
PRINTPRINT " SIN USO"LÓCATE 12, 35, 1PRINT "Este programa. . ."LÓCATE 15, 35, i
L
PRINT "AceptaCñLL SINOIF SNí = "N" THEN
GQTO INEND IF
IF SNí = V THENBOTO IN
END IFCL5 O
GG; HANDQÍ = U6"
^CASE "H"
ETIH: CLB OLÓCATE 12, 1, 1PRINT "Este programa solicitara cuenta de vehículos/.."PRiNT "Acepta S/N"CALL SINOIF SN$ = "N" THEN
GOTO INEND IFIF SN$ = "n11 THEN
GQTD INEND IF
CLS OGLOSE ülOREN "CGÍ12: 300,1 ,8,1,05,05 0,0? ." FDR RANBüH AS #1 LEN = 1028PRINT *i, "U"LÓCATE 1.2, 35, 1PRiNT "POR FAVOR ESPERE"R& = ODORíe = Rít + 1LOOP UNTIL Rfc > TOPES:
X$ = INPUTÍU, #1)Y5 = INPUT5Í1, II)X = ABC(Xí)Y = ASC(Yí)IF Y -- O THENn = xELSEZ = 255 * Y + XEND IFVARlí = TIHE$VAR2Í = DATE*CLS OLÓCATE 12, i, iPRINT "Fecha; "; VAR2Í, "Hora; "; VARUPRINTPRINT "CONTEO s "; Z5Í; " Vehículos"PRINT STRING$(BO, "_u)CLQSELÓCATE 20, 40, 1PRINT "PRESIONE TECLA PARA CONTINUAR"DOLOOP UNTIL INKEYí O ""
GOTO IN
CASE "R"ETIR: GOTO ÍNIC
CASE ELSEÍF PRQG$ = "a" THEN
GOTO ETIAELSEIF PRQG$ = "h" THEiJGOTO ETIBELSEIF PRQGí = "c" THEN
GOTO ETICELSEIF PRQGí = "d" THENBOTO ETIDELSEIF PROGí = "eu THENGOTO ETIEELSEIF PROG5 = "f" THENGOTO ET1FELSEIF PROGí = "Q" THENGOTO ETIGELSEIF PROGí = "h" THENGOTO ETiHELSEIF PROG$ = "r" THENSOTO ETIRELSEGOTO IN
END IF
END SELECT
EMITE: OPEN "COH2:300,N,B,1,DS,CS,QP11 FOR .RAHDOH AS SI LEN = 256
REINT: PRíNT SI, MANDOS; 'ENVIÓ DEL CARÁCTER
CLS OLÓCATE 12, 22PRINT " MANDO EHITIDO, ESPERE RESPUESTA"fte = ODO 'LAZO PARA ESPERAR LLEGADA DE RESPUER& = Rk + 1LOOP UNTIL LOC(l) O O OR Ríe-) TOPEí* 'LAZO PARA ESPERAR LLEGADA DEIF RÍÍ > TOPE?,: THEN 'RESPUESTA O DECLARAR FALLACLS O
. LÓCATE 15, 10, iPRINT "TIEMPO DE ENTRADA/SALIDA FUERA, NO HAY ENLACE CON LA UC"ALAR = iGOTO ftUXEND IF
CLS OLÓCATE 20, 1, 1PRINT "PROGRAMA ACTIVADO: M¡ PRÜG*
'CHEQUEO DE LOS DATOS RECIBIDOS DESDE EL HODEH'31 HAY CARACTERES ESPERANDO'CAPTURARLOS E IHPRIHIRLOS EN PANTALLA
ÍF NQT EDFdi THEN
'LOC (U DA EL NUHERO DE DATOS ESPERANDO EN EL BUFFER DEL PUERTOMQDEMIM* = INPUTí(LOCÍl), ífl)A$ = MODEMIf^FILTRO HODEHINí ' ELIMINA LINE PEED Y BACKSPACEIF SELFí = UQN" THENGOTO TESTEND IF
PRINTPRINT "CONFIRMACIÓN:11PRINT " "
PRINTCALL RESPUEtA*, AUTOí)FOR II = 1 TO 8WWtlI) = W(II)NEXT II
LÓCATE 23, i, iPRINT "Almacenando en disco, espere"
FECHA? = DATEf
OPEN "A íWIAXXX.DAT" FGR RANDQM AS #2 LEÍJ = LEWUCAX)NUHREG = LOFÍ2Í \)
UCAX.FECHAS = DATE$UCAX.HORAS = TIHBUCAX.ULPRGGí = PROGíUCAX.FLUJOÍ = A$
NUHREG = NUhREG + i
-1 PUT ft2, NUMREG, UCAXGLOSE S2
END IF
IF DIHAHICO$ = "SI" THENGOTO DIDftMEND IF
IF AUTOS = "SI" THENTk = ODüT = Ti -f íLOOP UNTIL Tic > 300000CLQSEGOTO AUTOEND IFLÓCATE 23, 1, iPRÍNT "
AUX: LGCATE 25, í, iPRiNT TABÍ45); "PRESIONE UNA TECLA PARA CONTINUAR"
DOTEC$ = INKEYí
IF ALAR = 1 AND HA = 1 THENBEEPEND íF
LOOP ÜNTIL TEC$ O "uALAR = OHA = O.
ÍF TEC$ = "*11 THENGOTO REINTEWD IFGLOSE
GOTO INICIO
CASE 6'PROGRAMA DE lectura de ALtIACENAMIENTGCLS OLÓCATE 12, 10, 1PRINT "ESTE PROGRAMA LEERÁ EL REGISTRO DE VIA A:\VIAXXX.DAT"LÓCATE 14, 10, IPRINT "DE MODO QUE SE PUEDAN CONOCER LAS OPERACIONES 0E CONTROL"LÓCATE i¿, 10, 1FRINT "EFECTUADAS, LA FECHA, LA HORA Y LA RESPUESTA RECIBIDA"LÓCATE 18, 18, 1PRIMT "ACEPTA S/N"
CALL SINOIF SN$ = "H" THEN
GOTO INICEND IF .IF SN$ = V THEN
GOTO INICEND IF
CLS OPRIM: OPEN "AiVIAXXX.DAT" POR RANDQM AS tí LEN = LEN(UCAX)
NUMREG = LQFÍl) \)FOR N = i TO NUMREGCLíf OPRINT "LECTUP.fi DE DATOS DE VIftXXXXX"PRINT ü • "GET fti, N, UCAX
Z$ = UCAX.FLUJQÍV = ASC(15)K = O
DOK = K + 1W(KÍ = V MCV = V \
LOOP WHILE V > 2
W(K + U = V MDD 2W(K + 2) = V \
PRINT "FECHA: M; UCAX.FECHASPRINT "HORA: "5 UCAX.HORA»PRINT "PROGRAMA EJECUTADO: "5 UCAOLPROGíPRINT " H
PRINT "RESPUESTAS INDIVIDUALES:11FOR K - 1TO 8
IF WtK) = 1 THEfíPRINT " S"; K; ": SIHELSEPRINT " S"; K; ":nouEND IF
NEXT K
FOR !í = 1 TO 9WÍKJ = ONEXT K
PRINTPRINT "PAGINA u; N; "DE M ; NUMREBPRINTPRINT " PRESIONE: Cualquier tecla avanzar una pagina"
4- : Avanzar 10 paginas "- ; Retroceder una pagina " '# : Ir a ultima pagina y salir"
PRINT "PRINT "PRÍNT "
DQSIGAS = INKEY$LOOP UNTIL SIGAS O ""
IF SIGAí = "+" THENN = N + 9ELSEiF SIGA? = "-" THEN
IF H > 1 THENN = N - 2END IF
ELSEiF SIGAS = "I" THENN = NUHREG - 1ELSE
END IF
NEXT NPRÍNT STRING$(80, n_")PRINT "Presione ENTER para ir a ¡nenu principal"PRINT "Presione cualquier tecla para continuar leyendo registro"
CLOSE ifí
DOTECHí = INKEY*LOOP UNTIL TECHÍ O ""!F TECHí = CHRÍÍ13} THQJGOTO INICEND IFGOTO PRÍM
CASE 3CLS OHA = 1LÓCATE 7, 1, 1PRINT "SEGÚN LA HORA DEL COHPUTADOR,UPRÍNT "SE CAMBIARAN. LOS PROGRAMAS"PRINT "DE CONTROL DE VIA, DE ACUERDO AL'PRINT "SIGUIENTE HORARIO:11PRÍNTPRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT "PRINT u
PRINT "PRINT "PRINT
PRINT "Acepta S/NUCALL SINOÍF SNí = BNU THEN
GOTO INICEND ÍFIF SN5 = V THEN
21:45:0008:00:0010:00:0012:30:0014:00:0018:00:0019:30:0021:30:0023:00:00
• DEFAULT"CRONOMETRAJE 1:CRONOMETRAJE 2;CRONOMETRAJE 3:CRONOMETRAJE 2:CRONOMETRAJE 1:DEFAULT"INTERMITENCIA"APAGADO"
prior principal"igual prior"prior secundariaigual prior"prior principal"
GOTO INICEND IF
CLS O
A$ = u"LÓCATE 12, i, 1PRINT "INSERTE DISKETTE EN EL ORIVE A"PRINTPRINT "Pulse tecla para continuar"00LOOP UNT1L INKEY* O "u
AUTO: CLS OQUITAR* = CHR$(0) + CHR$(16) 'VALOR DE INKEY$ PARA ALT+QLÓCATE 16, 1PRiNT STRING$(80, "-")LÓCATE 18, 1PRINT "HORARIO:"
prior principal"igual prior"prior secundaria"igual prior"prior principal"
PRiNT "PRÍNT "PRINT "PRINT "PRINT "PRiNT "PRINT "PRINT "PRINT "
06:00:0008:00:0010:00:0012:30:0014:00:0018:00:0019:30:0021:30:0023:00:00
DEFAULT"CRONOMETRAJE 1:CRONOMETRAJE 2:CRONOMETRAJE 3:CRONOMETRAJE 2:CRONOMETRAJE 1:DEFAULT"INTERMITENCIA"APAGADO"
LÓCATE 25, 1PRiNT TAB(30); "PRESIONE ALT Q PARA SALIR";VIEW PRINT 1 TQ 15 'IMPRESIONES SOLO ENTRE LINEAS 1 Y 15
ñUTQl; AUTO$ = "SI"HQRAí = TIMESLÓCATE 1, 60, 1PRINT HORA$LÓCATE 10, 25, iPRINT "funcionando en modo automático"IF Ai = "" TRENGOTO RECIÉNEND IFXX = ASCÍfií)KK = ODO
KK = KK + 1WWIKK) = XX MQD 2XX = XX \
LOOP WH1LE XX > 2
:KK + n = xx MQD 2WHÍKK -í- 2) - XX \
RECIÉN: PRINT "FQR I = í TO 8PRINT WW(I);NEXT IIF HORA$ = "23¡II!00" THENVIEW PRÍNT i TQ 25PRQG$ = "A"GOTO AAELSEIF HQRA$ = "22:20:C-Ok THENVIEW PRINT 1 TQ 25PROG5 = "D"GOTO DDELSEÍF HQRA5 = "21:47:00" THENVIEW PRINT 1 TQ 25
ULTIMA RESPUESTA OBTENIDA:
PROGí = "C"BOTO CCELSEIP HQRAí = "21:48:00" TRENVIEtí PRINT i TD 25PRGGí = "E"GQTG EEELSEIF HQRAí = "21:49:00" THBÍYIEW PRINT í TQ 25PRGG$ = UC"GOTO CCELSEIF HORAí = "2Í:50¡00" THENVIEW PRINT 1 Tu 25PRGGS = "DHGOTD DOELSEÍF HQRA$ = "21:51:00" THENVIEW PRINT 1 TG 25PROGí = "A"GOTO ftAELSEIF HQRA$ = "22:49:00" THENVIEW PRINT I TG 25PROG$ = "B"GOTO BBELSEIF HGRA? = "22:13:00" THENVÍEW PRINT i TD 25PRGGí = "F"GOTO FF
END IF
TECLAINÍ = INKEY$ 'CHEQUEO DEL TECLADOIF TECLAINÍ = QUITARí THEN 'SALIR DEL PROGRAMAGOTO IRSEEND IF
GOTO AUTO!
IRSE: AUTOf = "NO"PROG5 = ""VIEW PRINT 1 TQ 25CLQSEHA = O
INIC
CASE 5
VOLV: CLS OLÓCATE 5, 20, 1PRINT "MONITOREO DE FLUJG VEHICULAR"LÓCATE 12, 1, 1PRINT " ' í. Honitüreo"PRINTPRINT " 2. Operación de lectura solamente "PRINTPRINT " 3. Retorno a menú principarPRINTINPUT ü opción 1 ... 3 u; SECSELECT CASE SEC
CASE tCLS OLÓCATE 12, 1, 1PRINT "CADA CIERTO INTERVALO, SE EMITIRÁ LA ORDEN CORRESPONDIENTE"PRINT "A LECTURA DEL FLUJO REMOTO. ESTOS DATOS SERÁN ARCHIVADOS EH
PfilfJT "UN LUGAR PARA EL EFECTO Y SE DISPONDRÁ LA OPCIÓN DE GRÁFICO"PRINTPRINT "Acepta S/N"CALL SINOIF SN$ = "Nu THENBOTO VQLVEND IFIF SH$ = V THENGQTQ VQLVEND IF
ING: CLS OPRINTLÓCATE 12, 1, 1PRINT "INGRESE EL NOMBRE DEL ARCHIVO DONDE SE ALMACENARAN"PRINT "LOS RESULTADOS DE ESTA OPERACIÓN"PRINTINPUT ; DIRECíPRINTPRINTPRINTPRINT "USTED INGRESO: "¡ DIRECíPRINTPRINT "ES CORRECTO S/N"PRINTCALL SINOIF SNí = "N" THENGOTO INGEND IF
• ÍF SN$ = V THENGOTO INGEND IF
CLS OQUITAR* = CHR$(0) + CHRSÍ16) 'VALOR DE INKEY$ PARA ALT+QH = O
NUEV: GLOSEOPEN "COM2: 3GO,N,8,1,DS^CD.QP u FOR RANDGH AS n LEN = 1028PRINT SI, "U"LÓCATE 12, 20, 1PRINT "MQNITQREANDG FLUJO: ESPERE"LÓCATE 21, 20, 1PRINT "Presione ALT £j para CANCELAR"
ñ& = ODOR& = Rít + 1
VJJ.OÜP ÜNTIL Rit > TOPElc
X5 - ÍNPUTÍU, 81)YS = INPUTítl, «I)X = ASCÍXÍ ) '
Y = ASCÍYí)IF Y = O THENII = XELSE
U = 255 * Y -i- X
END IF
STQ'/. = ZX
B15íc = TIMER -f 15 'LAZO DE ESPERA DE 15 HINUTOSM = M + 1DOTECLAIN$ = INKEY$ 'CHEQUEO DEL TECLADO
IF TECLAIN$ = QUITAR* THEN 'SALIR DEL PROGRAMACLQSEGOTO VQLVEND IFAít = TIMERVIEW PRINT 1 TD 4PRÍHT "PRINT "
# de intervalos (15 ain c/u): u; Mintervalo en curso: "; (100 - 100 * í(B15ít - ft&l) \; T
PRINT 1 TQ 25LOOP ÜNTIL ASt >= B15¡f
GLOSE
'LftZQ...
OPEN "CQM2; 300,N,8,1,DS,CS,CD,QP " FOR RAHDQM AS #1 LEN = 102SPRíNT ftl, "U"LÓCATE 12, 20, 1PRINT "MQNITGREANDQ FLUJO: ESPERE"R& = ODORíe = Rk + 1LOOP UNTIL Rít > TQPE&
X5 = INPUTííi, #11Y$ = INPUTíd, niX = ASCÍXí)Y = ABCCY5)IF Y = O THENII = XELSEZJí = 255 * Y + XEKD IFFLUX1/, = (ABSUX - STOXl) \5CLS OLÜCATE 24, 20, 1PRINT "Flujo durante intervalo"; M; ":DDTÍ'JT «• __ , .___,, _____ _ , . __rr\lli I
CLOBE
FLUX'/, veh/ain"
OPEN DIRECí FOR RAfffiQH AS #3 LEÍJ = LEN (MONINÜMREG = LOFÍ3) \)
MQN. FECHA = DATESMQN. HORA = TIÍíEíMQN. FLUJO = FLUX1Í
NUMR83 = NÜMREG + 1
PUT «3, NÜMREG, MQNGLOSE #3GOTO NUEV
CASE 2CLS OLÓCATE 12, 1, 1PRíNT "INGRESE NOMBRE DEL ARCHIVO A SER LEÍDO"PRINTINPUT DIREC$
CDNTí OPEN DIRECí FDR RANDOH AS #3 LEN = LEN(HON)NUHREG = LOFC3) \ÍVIl§ PRINT 1 TQ 14CLS OFOR N = 1 TO NÜMREGPRINT "LECTURA DE DATOS DE HQNITOREO VIAXXXXX"pn T MT u „ _____ „ ___ , ________ ___ __ „ «
GET »3, N, MQNPRINT "FECHA: "; MON. FECHAPRINT "HORA: "; KQN.HORAPftíjNT "FLUJO OBTENIDO: "; HON.FLUJG; "VEHÍCULOS/MINUTO"DDTK1T « __________ . __ "ruin iPRINT
PRINT " PAGINA "; Ni "DE "5 NUMREGPRINTPRINT " PRESIONE: Cualquier tecla avanzar una pagina*PRÍNT " + : Avanzar 10 paginas " 'PRINT " • - ; Retroceder una pagina "PRINT " # : Ir a ultima pagina y salir"
DOSIGAí = INKEYíLOOP UNTIL SIGA* O "M
VIEK (XI, Y1HX2, Y2)WINDQW (O, QMNUHRE6, 300)P3ET (O, 0)L1NE -(NUMREG, 0)PSET (O, 0)LiNE »(0, 300)
XIN = OXFIN = NUMREGDX = (XFIN - XINÍ / (NUMREG - 1)
FOR K = 1 TO 3FOR L = O TO NUHREG * NÜMREB •PSET ÍL * DX / 10, K * 100)NEXT LNEXT K
FOR ,PSETPSETPSETPSETPSETPSETPSETPSETPSETNEXT
F =(J(J(JÍJÍJÍJÍJUÍJJ
0*+*******
TG NUMREG STEP 4DX,DX,DX,DX,DX,DX,DX,DX,DX,
1)2)3) .4)5)6)7)3)9)
FOR J = 1 TO NUHREGPSET (J * DX, 3)NEXT J
X = XIN + ÍN- 1) * DXY = KON. FLUJOPSET (X + DX / 10, Y)LINE -(X - DX / 10, Y)PSET (X T DX / 10, Y)LUJE -(X + DX / 10, 0)PSET (X - DX / ÍO, Y)LINE -(X - DX / 10, 0)
IF SIGA$ = u+" TKENN = N + 9ELSEIF SIGAí = "-" THEN
IF N > 1 THEN
N = N - 2END IF
ELBEIF SIGA* = "S" TRENN = NUKREG - 1ELSE
END !FNEXT N
STR1NG$C80, "_")PRINT "Presione ENTER para ir a menú principal"PRÍNT "Presione cualquier tecla para continuar leyenda registra"
CLG5E «3
DQTECHí = INKEYíLOOP UNTIL TECH$ O ""IF TECHí = CHR$U3) THENCLS OGOTO INICEND IFGOTO CQNT
CASE 3GOTO INIC
CABE ELSEGDTO VOLVEND SELECT
CASE 7LÓCATE 12, 20, 1CLS OLÓCATE 12, 10, íPRINT "ALISTE LA IMPRESORA Y PULSE TECLA PARA CONTINUAR"DQLQDP UNTIL INKEYÍ O ""
IÍ1PX: CLS OQUITAR* = CKR$ÍO) r CHRítUJLÓCATE 8, 30, íPRINT UIMPRÍHIRDLÓCATE 15, 1, iPRINT " 1: DATOS DE CONTROL DE VIA"PíUttTPRÍNT " 2: DATOS DE FLUJO"PRINTPRINT " 3: Retorno a Menú Principal"PRINTINPUT u 1...3 "j IKPRI
IF IMPRI = 1 THENMAIM: CLS O
OPEN "AiVIftXXX.ÜAT" FOR RAtJDQH AS II LEN = LENÍUCAX)NUMREB = LOFÍU \1PRINTPRINT " IMPRESIOf-i DE DATOS DE VÍA0LÓCATE 12, 1, íPRINT "NUMERO TOTAL DE DATOS EXISTENTE = '; NUMREGPRINTÍNPUT "IfTipresion desde dato ft";PRINT
ÍNPUT " hasta datoir"; NUÍ12
^IF"NUHi > NUMREG DR NUH2 > HUÍ1REG THENCLS OLÓCATE 12, 38, 1PRINT "ERROR"CL05EGOTO HAM
END IF
CLS OLÓCATE 12, i, íPRINT "ACCIÓN; IHPRIHIENDQ DATOS DE VIAXXXXX"DDTUT u_ „ , ~ul íMIX 1
PRINTPRINT "NUHERQ TOTAL DE DATOS A IHPRiMIR: B; ABS(NUH1 - NÜM2)PRINTLÓCATE 17, i, íPRINT "transfiriendo data rLÓCATE 20, 23, 1PRINT "Presione ALT Q si desea CANCELAR pero habrá que"LÓCATE 21, 23, 1PRINT Veinicializar la impresora"LPRINT " DATOS DE VIAXXX"FÜR N = NUHI TO NUM2LÓCATE ¡7, 22, íPRINT NDEX$ = INKEYíIF DEX$ = QUITAR? THENGOTO SALIMPRIEND IFGET ftl, N, UCAXU = UCftX.FLUJO*V = ASCÍZ$)K = ODO
K = K f 1HÍK) = V HOD 2V = V \
LOOP WHILE V > 2
W(K + 1) = V HOD 2 .WtK + 2) = V \
LPRINTLPRINT "U"; NLPRINT " FECHA: "; UCAX.FECHAíLPRINT " HORA: "; UCAX.HORA$LPRINT " PROGRAI1A EJECUTADO: "¡ UCAX.ULPROGSLPRINT " RESPUESTAS:";FQR K = 1 TO 8LPRINT WtK)iNEXT K
FOR K = 1 TO 9WtK) = ONEXT K
NEXT N
SfiLltlPRI: CLOSE fti
ELSEIF IMPRI = 2 THEN
CLS O
PRINTPRINT " IHPRESION DE DATOS DE FLUJO VEHICULAR"LÓCATE 12, 1, 1PRINT "INGRESE NOMBRE DEL ARCHIVO A IMPRIMIR"PRINTINPUT DIRECí
OPa^ DÍRECí FOR RANDOM AS 13 LEN = LENÍHQN)NUMREG = LOF(3) \)
C¥°LÓCATE 12, 1, 1PRINT "ACCIÓN: IMPRIMIENDO DATOS DE FLUJO VIAXXX'PRINTPRINTPRINTLÓCATE 17, i, iPRINT "transfiriendo datoLÓCATE 20, 23, 1PRINT "Presione ALT Q si desea CANCELAR pero habrá que"LÓCATE 21, 23, iPRINT "reinicializar la impresora"
LPRINT " DATOS DE FLUJO VIAXXX"FQR N = 1 TQ NUMREGLÓCATE 17, 22, 1PRINT NDEXi = INKEYÍIF DEXí = QUITAR* THENGOTO SALÍMPRIEND IFGET tt3, N, MON
LPRINT "#"; NLPRINT " FECHA: "¡ MON.FECHALPRiNT " HORA: "; MON.HORALPRINT " FLUJO OBTENIDO: H; MON.FLUJO; "VEHÍCULOS/MINUTO"NEXT N
ELSEIF IMPRI = 3 THENCLOSEGOTO ÍNICELSEGOTO IMPXEND IFCLS OLÓCATE 12, 15, 1PRINT "TRANSFERENCIA COMPLETADA"LÓCATE 15, 15, íPRINT "presione una tecla para continuar11DOLOOP UNTIL INKEYí O u"CLOSEGOTO INIC •
CASE 4
CLS OLÓCATE 12, 20, iPRINT "Este programa CONTROLARA DINÁMICAMENTE la vía"LÓCATE 13, 20, 1PRINT "de moco que el comando .emitido corresponda a la"LÓCATE 14, 20, 1PRINT "lectura previa de flujo"LÓCATE 15, 20, 1LÓCATE 18, 32, 1PRTMT "arpnfca fi/M"
CALL SINOIF SNí = UN" THEN
GOTO INICEND IF
. IF SNí = "n" THENGOTO INIC
END IF
CLS OLÓCATE 12, 25, 1PRÍNT "inserte diskette en el orive A"LÓCATE 14, 25, 1PftINT "pulse aria tecla para continuar11
DOLOOP UNTIL INKEY* <> u"
DINÁMICO? = "SI11
QUITAR* = CHR5ÍO) + CHR$(16) 'VALOR DE INKEYí PARAtí = O
DIDAH: CLS OGLOSEOPEN "COM2: 300,N,8,1,05,05,CD,OP '" FOR RAKDGM AS ii LEN = 1028PRINT #1, "U"LÓCATE 11, 20, 1PRINT "MODO AUTOMÁTICO DINÁMICO11LCCATE 12, 20, iPRINT "MQNITQREANDO FLUJO: ESPERE"LÓCATE 13, 20, 1PRINT "FLUJO PERIODO ANTERIOR: "5 FLIWLÓCATE 14, 20, iPRINT "PROGAMA EMITIDO: ", PROGíIF A$ = u" THENGOTO RECEEND IF
XX = ASCÍAí)KK = ODO
KK = KK + 1WWÍKKÍ = XX HOD 2XX = XX \
LOOP WHILE XX > 2 '
WWÍKK+ i) = XX HOD 2 .WWÍKK + 2) = XX \
RECE: LÓCATE 15, 20, 1PRINT "RESPUESTA OBTENIDA; ";FOR I = 1 TD 8PRINT WWÍIÍjNEXT ILÓCATE 21, 20, 1PRINT "Presione ALT Q para CANCELAR"
R!t = ODOR& = R& + 1LOOP UNTIL R& > TOPEi:
X* = INPUTíd, «UY5 = INPUTíd, 81)X = ASC(X$)Y = ASCÍYí)IF Y = O THEN
?v - vELSEII = 255 * Y + XEND IF
STO1/! = U
k = TIHER + 15 'LA20 DE ESPERA, DE 15 MINUTOStí = M + 1DOTECLAIN$ = INKEYJ. 'CHEQUEO DEL TECLADOIF TECLAINÍ = QUITAR* THEN 'SALIR DEL PROGRAMAGLOSEDINÁMICO* = "NO"VIEW FRINT 1 TO 25GOTO INICENÜ IFAfc = TIMERVIEW PRINT 1 TO 4PRINT " * de intervalos (15 min c/u): n; tíPRINT " Intervalo en curso: n; (100 - 100 * {(815ít - Aüí \; "'/,"
VIEW PRINT i TQ 25LOOP ÜNTIL Aí< >= B15^ 'LAZO...
OPEN "COM2: 300 ,8,1,05 5 0,0? " FOR RANDOh AS ül LEN = 1028PRINT II, "U"Ríe = ODORíe = R* + iLOOP UNTIL R& > TOPE^.
Xí = INPUTíd, #1)Y$ = INPUTíd, #iíX = ASC(X$)Y = ASC(Y$)IF Y = O THENn = x - -ELSEn = 255 * Y + XEND IFFLUX?, = (ABStZ'/í - STOtfl) \ '15 min = 1 horaCLQ5E
IF'FLU);1/» <= 5 THENPROG5 = "B"GOTO BBELSEIF FLUX1/, > 10 AND FLUXX <= 15 THENPROGí = "A"GOTO AA 'DEFAULTELSEIF FLUX); > 15 AND FLUXX <= 20 THENPROG$ = "C"GOTO CC ' IGUAL PRELSEIF FLUX/, > 20 Al© FLUX1/ <= 25 THENPROGí = Rü"GOTO DD 'PRIOR PRINCELSEiF FLUÍ!1/, > 25 THENPROGí = "E"GOTO EE 'PRIOR SEC.END IF
CL03EGOTO FINAL
CASE ELSE
GOTO BÍIC
END 5ELECT
FINAL: CLOSEEND
DEFINT ft-Z5ÜB FILTRO (CADENIN5) STATÍC 'CON VARIABLE LOCALDO 'RECOD1FIOUE CARÁCTER DE BACKSPACE
RETORNO1 = INSTRICADENINí, CHR5Í6))IF RETORNO1 THENKlDítCADENINt, RETORNOl) = CHRí(29)END IF
LOOP WHILE RETORNOl
DO 'BUSCA LINE FEEDS Y LOS REMUEVELNFD = INSTRÍCADENÍNÍ, CHRÍCiO))IF LNFD THENCADENINí = LEFTítCADENINí, LNFD - 1) + KIDílCADEKINí, LNFD + 1)END IF
LOOP WHILE LNFD
END SU8
DEFINT A-ZSUB RESPUE (Aí, AUTOS)Dlf, W120)X = A5C(A$)IF X = O THENEND IF
DOK = K + 1K(K) = X KOD 2X = X \
LOO? WHILE X > 2
KtK + i) = X KOD 2WÍ1C + 2) = X \
Fffl I = 1 TQ 8IF H(I) = i THENPRINT "SEnAFORO"; I; ": Oíí"ELSEPRINT "SEMÁFORO"; I; ": ?"END IF
NEXT I
IF X = O THENPRUÍT "NINGÚN SEMÁFORO RESPONDE"BEEP: BEEP: B£EPEND IFIF AUTQ5 O "Si" THENPRINTPRÍNT "ELSEPRINT "OPERACIÓN EN MODO AUTOMÁTICO"END IF
= Re-eaifcir"
END SUB
DEFINT A-ZSU3 SINO
DOSN$ = INKEYIIF SNI = "S" THEN EXIT DQIF SNí = "N" THEN EXIT DOIF SNí = "s" THEN EXIT DOIF SMS = V THEN EXíT DOLOOP
END SUB