Ttulo: Inhibidor de Aceleracin Del Automvil

ndice:

Introduccin: En este proyecto se presentar el procedimiento paso a paso para

realizar el diseo de un inhibidor de aceleracin para el automvil y algunas

propuestas de lo que podra ser su mejor ubicacin dentro del mismo, explicando

paso a paso como es su construccin y lo que ser su principal propsito.

Durante la explicacin de la investigacin de cmo desarrollar el diseo de un

inhibidor de aceleracin automotriz se podr observar que estar diseado para

que personas con conocimientos bsicos en mecnica automotriz y con un bsico

conocimiento en electrnica puedan construir e instalar dicho inhibidor, y como

esta investigacin fue realizada como proyecto escolar, los materiales a utilizar

son muy bsicos en la electrnica y por tal motivo de fcil acceso y muy

econmicos.

As mismo, se realizaron encuestas a personas (sin conocimientos en mecnica)

acerca de si tenan alguna idea de cmo funciona la aceleracin en el automvil, y

a partir de sta es como se tom la decisin de adaptar el diseo y el manual de

instalacin lo ms sencillo posible para personas con pocos conocimientos en

mecnica. Para que en caso de que no puedan instalarlo por si mismos por lo

menos sepan cmo funciona y en caso de que no funcione, puedan neutralizarlo

o desactivarlo para que el acelerador vuelva a la normalidad.

Tambin con la informacin obtenida de la encuesta se incluir en esta

investigacin una breve explicacin acerca de cmo es que funciona el

aceleramiento del automvil y las partes que lo conforman, todo esto tambin para

ayudar a las personas para que cuando acudan a un servicio de su automvil no

les creen reparaciones sobre su cuerpo de aceleracin que no son ciertas o para

que eviten comprar productos que realmente no necesitan y que supuestamente

mejorar la aceleracin de su automvil pero esto es solo como un apoyo o como

tips.

Para cumplir con lo anterior el trabajo se dividi en 5 captulos en el primero.

Problemtica: Durante los ltimos aos se han desarrollado sistemas antirrobos

como lo son las alarmas de proximidad, inmovilizadores de volante y de arranque

(cortacorriente). Pero aun con esos sistemas el ndice de robo sigue siendo muy

alto.

Dichos sistemas de seguridad se han enfocado bsicamente en la direccin,

ignicin y en el ingreso a la unidad motriz, pero otra parte indispensable para

poder mover el automvil es el acelerador, ya que al encenderlo es necesario

acelerar para poder poner en movimiento a la unidad (Siempre y cuando este en

un camino plano, ya que si esta en alguna pendiente podra tomar velocidad). Y

por eso es necesario enfocarse en la parte de aceleracin para el diseo de

nuevos dispositivos de seguridad.

Pregunta de Investigacin: Cul sera el mejor dispositivo para inhibir la funcin

del acelerador?

Objetivo General: Disear un Inhibidor de aceleracin para el Automvil con el

propsito de evitar la aceleracin de la unidad al encenderla (Darle Marcha) sin la

autorizacin del propietario.

Objetivos Especficos:

Describir cmo se da la Aceleracin del Automvil y los elementos que

intervienen en ella.

Analizar el funcionamiento de un Motor elctrico de 12V externo a la unidad

y la relacin de engranaje ms adecuada para mover un perno.

Describir como se da el Encendido de automviles ao 2005 en adelante

(para esta investigacin tal modelo), los elementos que intervienen y los

elementos de seguridad para evitar un encendido sin autorizacin.

Investigar la Programacin en PicBasic y los comandos necesarios para

Programar el Pic 16f84a.

Investigar y describir como es el Acoplamiento del pic16F84A a un motor de

12V y a la parte de encendido del automvil y la alarma.

Proponer ubicacin ms adecuada para el equipo

Funcionamiento de la alarma del automvil.

Justificacin: En los ltimos aos se han venido desarrollando una serie de

sistemas para que se evite que se utilice el automvil sin la llave (sin la

autorizacin del Propietario), como lo son las alarmas, las llaves con chip, los

inmovilizadores del volante, los inmovilizadores que cortan la corriente cuando es

insertada una llave que no tiene el mismo cdigo que el de la computadora

Automotriz o cuando se desarma el swich y se busca encenderlo uniendo los

cables de ignicin y esto provoca que se active el inmovilizador y/o se queme la

computadora del coche, pero esta ltima alternativa no es muy utilizada ya que el

activar o quemar la computadora el auto quedara inmovilizado completamente y

sera necesario acudir con un especialista para que lo desbloquee o en su defecto

comprar una nueva computadora que su costo es elevada, de este modo no

tendra caso alguno practicar este mtodo si el objetivo de la persona es solo

usarlo. Todos estos dispositivos son buenos para evitar un uso no deseado, pero

no se haban enfocado a la parte de la aceleracin que es necesaria para que el

automvil se pueda mover sin apagarse. Por eso es de mi inters el desarrollar

una investigacin para disear un Inmovilizador de Aceleracin de Automvil que

sea activado al activar la alarma y desactivarse al abrir el swich, ya que al

combinar 2 sistemas de seguridad para habilitar un tercero se aumentan los

dispositivos de seguridad y as al haber ms oposiciones para utilizar la unidad

ser ms difcil su uso no permitido por el propietario, y bien con esto no se

garantiza al 100% que no se utilice mas es un auxiliar junto con los dems

dispositivos para evitar el uso del Vehculo sin la llave que activa la alarma y

enciende el vehculo.

Por esta razn y desde mi punto de vista es una buena opcin para dificultar el

uso no deseado de la unidad, y en esta investigacin buscar los materiales ms

econmicos sin afectar la funcionalidad.

A su vez la seleccin de materiales la realizare mediante una investigacin de su

funcionamiento, lmites y tolerancias as como de los materiales de los que estn

compuestos los circuitos integrados, cables y los elementos mecnicos conforme

la ubicacin del equipo y las condiciones a las que estar expuesto, y tal

investigacin me dar por resultado la lista de materiales adecuados que

cumplan con todas las caractersticas. Entonces, tanto la adquisicin del material

como su implementacin ser tan econmica que podr ser accesible para a la

mayora de los propietarios de automviles porque son materiales usados en

proyectos estudiantiles muy comunes y de una alta fidelidad ya que es muy difcil

que fallen.

Adems en mi tesis se investigar la mejor ubicacin para la implementacin de

este equipo, de tal forma que ser fcil de instalar en un lugar donde las

condiciones no afecten el desempeo del equipo y que a su vez no sea visible o

no tan fcil de localizar para evitar que lo inhabiliten.

Marco Contextual

Universidad del Sol

La universidad del sol es una universidad encaminada a desarrollar a Ingenieros

de calidad capaces de enfrentar y resolver los problemas que la industria les

demanda da a da.

Misin

Estamos comprometidos con la sociedad para educar profesionales competitivos

capaces de contribuir al desarrollo, mediante un modelo integral de aprendizaje

con base humanstica, cientfica y tecnolgica.

Visin

Ser la universidad lder en innovacin acadmica para la formacin de

profesionales diestros en la aplicacin del conocimiento para la transformacin de

su realidad por medio de la creatividad y una actitud de compromiso.

Historia de la Universidad del Sol

En el ao de 1977 un grupo de profesionistas que trabajaba en la Direccin General de Educacin Superior de la Secretara de Educacin Pblica en la ciudad de Mxico, realiz la investigacin titulada Un Diagnstico de la Educacin Superior y de la Investigacin Cientfica y Tecnolgica de Mxico: 1945 a 1975. A travs de este estudio se logr conocer y estudiar a diferentes instituciones de educacin superior del pas, lo cual motiv a estos profesionistas, a crear una universidad fuera de la capital, con carcter excelente y que adems respondiera tanto a las necesidades nacionales, como regionales. Es as como elaboraron un estudio de viabilidad, los cuales dieron como resultado, la idea de crear una universidad en la ciudad de Cuernavaca, Morelos. Ciudad que prometa convertirse con el tiempo en la ciudad de la investigacin. En septiembre de 1986 la Universidad del Sol inicia sus actividades educativas. Desde el principio se le solicita a la Secretara de Educacin Pblica (SEP), la autorizacin del nombre, posteriormente la SEP autoriza el nombre acadmico de Universidad del Sol, segn oficio del 27 de mayo de 1987 y con el cual est autorizada para certificar estudios y expedir ttulos profesionales de los planes y programas de estudio que cuenten con el reconocimiento de Validez Oficial de Estudios (RVOE). Es as como se da de alta ante la Secretara de Hacienda y Crdito Pblico SHCP y de esta manera se le da la personalidad jurdica propia ante las autoridades no educativas. La Universidad del Sol es una marca Registrada y est representada por el Patronato Para El Fomento de la Educacin S.C., sin fines de lucro es donataria autorizada por la Secretara de Hacienda y Crdito Pblico.

Captulo 1 Historia de automvil

HISTORIA DEL AUTOMOVIL

EL AUTOMOVIL

En la dcada de 1880 la gente se rea de aquellos carruajes sin caballos (Figura

1.1), pero los rpidos progresos tcnicos demostraron que el automvil iba a

imponerse. En 1903 alcanzaban ya velocidades superiores a los 110 Km/h, pero

eran caros y se averiaban a menudo. Desde entonces se han abaratado y

mejorada; hoy son el medio de transporte cotidiano para millones de personas en

todo el mundo (Anonimo, 2007, pg. 1.1)

(Figura 1.1)

La era del automvil

Aunque el automvil contaba con sus entusiastas, para la mayor parte de la

poblacin en 1903 era un juguete para los ricos y, adems, un aparato nocivo,

vulgar y peligroso. Los peridicos se quejaban de "la mquina del terror" que

atropellaba a los nios y desbocaba a los caballos. Las limitaciones de velocidad

fijadas para los vehculos de traccin animal sirvieron tambin para limitar la

velocidad de los automviles en ciudades como Amberes (Blgica). Estas

mquinas estaban prohibidas en todos los cantones de Suiza y en Austria, no

estaba permitido que las mujeres condujeran. No obstante, en todas partes,

ciertos acontecimientos discretos preparaban el camino para la era del automvil.

(Anonimo, 2007, pg. 2.1)

En 1903, en Gran Bretaa, el Parlamento aument el lmite de velocidad de 19 a

32 Km/h, intentando satisfacer las demandas de los entusiastas del motor (que no

queran lmite de velocidad) y las de los granjeros (que solicitaban la ilegalidad de

los autos). En el mismo ao, la Express Motor Service Company de Londres puso

en circulacin el primer taxi del mundo que funcionaba con nafta: uno entre 11.400

coches tirados por caballos. En 1914, sin embargo, el nmero de carruajes en las

calles de Londres haba descendido a 1.400 y los automviles quintuplicaban esta

cifra.

En EE.UU., 1903 fue el ao en que el Dr. H. Nelson y su chofer, Sewall K.

Crocker, realizaron el primer viaje transcontinental en auto. La pareja condujo

desde San Francisco hasta Nueva York durante 63 das en su turismo Winton,

impvidos ante la suciedad de los caminos y los desiertos sin caminos. El mismo

verano, en Michigan, el hijo de un granjero llamado Henry Ford fund una

compaa que revolucionara no slo la incipiente industria del automvil sino toda

la industria.

Ford presenta el Modelo "T".

"Construir un coche para las masas", prometi Henry Ford en 1908, cuando

presento el Modelo "T", el coche que abarrot el mundo de automviles y propicio

la produccin en cadena, caracterstica de la segunda revolucin industrial. A

finales de la centuria, la premonicin de un joven granjero que soaba con un

coche particular al alcance de las masas no slo se haba realizado ms all de

sus ms desmesurados sueos sino que haba transformado todos los mbitos de

la vida: desde el aspecto de las ciudades hasta el papel del petrleo en la poltica

internacional, pasando por el aire que respiramos.

Duradero, ligero, extraordinariamente polivalente, el Modelo "T" resista los toscos

caminos rurales, convirtiendo as a los trabajadores del campo, un gran sector de

la poblacin norteamericana en 1908, en clientes rentables. An ms importante,

por 850 dlares el coche de Ford era accesible y no un juguete de ricos. Al cabo

de los aos, cuando la produccin se perfeccion, los precios descendieron,

permitiendo a Ford construir un coche "que ningn hombre con un salario decente

dejara de comprar". En un ao de produccin, 10.000 Modelos "T" circulaban por

EE.UU. Cuando ces su fabricacin, en 1927, se haban vendido ms de quince

millones en todo el mundo.

Con sus cuatro cilindros, la transmisin "planetaria" semiautomtica (pedales de

marcha adelante y marcha atrs que facilitaban rpidos cambios), la suspensin

flexible y un magneto elctrico que sustituy a las pesadas pilas secas, el

innovador Modelo "T" fue el coche ms moderno y slido de su poca. Poda ir a

cualquier sitio que llegara un coche de caballos y lo haca a ms velocidad. "El

coche nos libra del barro", escribi una granjera al magnate en 1918, dulce

alabanza dirigida al popular profeta de la tecnologa y de su uso habitual.

Lo que hizo del Modelo "T" algo realmente radical y una mina de oro para Ford,

fue la intercambiabilidad de sus componentes.

Desde 1913, cada pieza, desde los ejes hasta la caja de cambios, se fabricaba

con tolerancias muy estrictas, por eso cada modelo era igual a cualquier otro,

permitiendo que el coche fuera producido en grandes cantidades en un tiempo en

que los otros automviles eran laboriosamente manufacturados.

En 1909, frente a la aparente demanda insaciable, Ford inaugur su gigantesca

fbrica en Highland Park, Michigan. Pocos aos despus, intentando reducir

todava ms el tiempo de produccin, introdujo la cadena de montaje, creando de

una vez la moderna industria del automvil. Todo al servicio del humilde Modelo

"T". (Condori, 2008, pg. 1.7)

DAIMLER BENZ. Hacia 1880 los ingenieros alemanes Karl Benz y Gottlieb

Daimler, trabajando cada uno por su cuenta, desarrollaron el primer motor de

nafta. En 1885 Karl Benz construy este frgil triciclo motorizado, primer automvil

con motor de gasolina.

NICOLAS CUGNOT. Primer vehculo de carretera movido por una mquina de

vapor. El soldado francs Nicols Cugnot construy un carro autopropulsado para

arrastrar "caones". Alcanzaba unos 5 Km/h y cada 10 minutos tena que

detenerse para dar presin.---

PANHARD-LEVASSOR. Hacia 1890 dos franceses, Ren Panhard y Emile

Levassor, construyeron el primer coche de motor delantero, es decir, con la misma

disposicin de hoy.

El Imperio De Citron

Cuando un apellido se convierte en marca, entra dentro de la historia. Lo relevante

es el smbolo en el que se convierte, fruto del reconocimiento, permanencia y

reflejo de su adaptacin al mundo (Figura1.2).

(Figura 1.2)

Citron entr en la historia en 1919. Cerca de 90 aos despus, la Marca

acompaa los grandes movimientos de la sociedad, dentro de sus corrientes ms

diversas, en sus acontecimientos ms cotidianos, en sus sueos ms locos...

Visionario, Andr Citron es sin duda una de las grandes figuras del siglo XX.

Audaz, intuitivo, anticipado a su tiempo, dotado de un sentido admirable para la

comunicacin. Este hombre extraordinario, enamorado de la accin y la aventura,

fue parte del origen del progreso social, econmico, tecnolgico y cultural de su

poca. A finales de los aos 20 estaba construyendo uno de los imperios

industriales ms grande e innovador. (Anonimo, http://www.autopasion18.com/,

N/A)

Hijo de un diamantero holands, Lvie Citron, y de una polaca, Macha Kleinan,

Andr Gustave Citron naci el 5 de febrero de 1878 en Pars.

Hurfano de padre a los 6 aos, Andr Gustave fue educado por su madre, quien

se hizo cargo del negocio de los diamantes y piedras preciosas de su marido.

A los diez aos descubre a Julio Verne, del que se vuelve un asiduo lector.

Encuentra en su obra los grandes principios que marcarn su vida: espritu de

innovacin, competitividad, bsqueda permanente del progreso y fascinacin por

la investigacin cientfica.

La edificacin de la Torre Eiffel para la Exposicin Universal de 1889 es el

segundo acontecimiento que decidir la orientacin del joven: ser ingeniero.

En 1898, con 20 aos, Citron es admitido en el Politcnico y sale en 1900,

cuando ya presenta que ese principio del siglo XX sera la poca de todos los

desafos industriales.

A los 22 aos, cuando se encontraba de viaje en Polonia, descubre por

casualidad un procedimiento de engranajes en forma de chevron. En seguida

comprende que si consigue traspasarlo al acero, abrir grandes posibilidades, por

lo que se decide a comprar la patente. Es el principio de una de las ms grandes

aventuras de los tiempos modernos.

Andr Citron era impaciente por naturaleza. En 1902 apuesta todo lo que posea

por su descubrimiento polaco: los chevrones. En 1906, Automviles Mors (Figura

1.3), clebre por haber roto el rcord de velocidad a principios de siglo, le nombra

administrador director general. Andr Citron reorganiza los talleres y define los

nuevos modelos de esta compaa. En diez aos duplica la produccin anual de

Mors. (Anonimo, http://www.autopasion18.com/, N/A)

(Figura 1.3)

En 1912 se crea la sociedad de engranaje Citron-Hinstin que se convertir en la

sociedad annima de engranajes Citron.

Andr Citron tambin es presidente de la cmara sindical del automvil. El mismo

ao, con motivo de un viaje a Estados Unidos, visita las fbricas de Henry Ford y

observa con atencin la organizacin de los talleres.

El 27 de mayo de 1914 se casa con Georgina Bingen, hija de un banquero. Dos

meses ms tarde, estalla la guerra. Andr es capitn del 2 Regimiento de artillera

pesada del 4 Ejrcito. Hacan falta granadas. Andr Citron le propone al

Ministerio de la Guerra pasar a fabricar, en un plazo de 3 4 meses, de 5.000 a

10.000 granadas al da. Instala en seguida una nueva fbrica extremadamente

moderna sobre 15 hectreas en el barrio de Javel. Los mtodos de produccin

siguen los criterios establecidos por Frederick Taylor. El 11 de noviembre de 1918

la fbrica Citron fabrica ms de veinticuatro millones de granadas.

Su formidable capacidad de organizacin y liderazgo le sirvieron para ser

consultado frecuentemente por el gobierno. En 1917 reorganiza el abastecimiento

de las fbricas de guerra y organiza los servicios postales militares. En 1918 har

distribuir, en veinticuatro horas, las cartillas de racionamiento en la regin parisina.

El Imperio Volkswagen

Nadie puede negar que los inicios de Volkswagen estn ntimamente ligados al

nazismo, y ms precisamente, con el demaggico capricho de Adolf Hitler para

que cada alemn tuviese un automvil.

As Ferdinand Porsche (Figura 1.4), se vio obligado a disear un "auto popular"

que no superara los 1.000 marcos, ofreciera bajo consumo y una velocidad de 100

Km/h.

(Figura 1.4)

A partir de esa obsesin, Volkswagen comenz a tomar forma y crecer hasta

transformarse en productor lder de Europa. Cuando Adolf Hitler asumi el poder,

uno de sus sueos era que cada familia alemana tuviera su propio automvil y

este deba ser eficaz, de gran confiabilidad y excesivamente econmico. Un auto

al que el mismo Hitler denominaba como "auto del pueblo" (Volkswagen en ese

idioma).

Con estas premisas, un da 1933 Jakob Werlin, Jefe de los Servicios de Seguridad

Poltica de Hitler, se present en la casa de Ferdinand Porsche a solicitarle que lo

acompaara a Berln para una entrevista con el fuhrer. El pedido de Hitler era por

supuesto un imposible, por cuanto el vehculo deba alcanzar los 100 km/h, su

consumo no poda superar los 7 litros / 100 km, deba tener cinco plazas y su

costo inferior a los 1.000 marcos.

Pero Hitler no admita negativas ni complicaciones, por lo que Porsche volvi a su

estudio y se dedic a encontrar una solucin lgica a semejante exigencia.

Tom como base las experiencias recogidas durante 1932 en la Zundapp, cuando

su propietario, Fritz Neumeyer acept financiar las experiencias de Porsche sobre

un auto econmico. El 17 de enero de 1934, Porsche envi a las autoridades

alemanas un informe en el que el precio mnimo que poda alcanzarse era de

1.500 marcos, pero la opinin del canciller era inquebrantable.

Mientras tanto Wilhelm Von Opel ofreci fabricar su modelo P-4 con proteccin

del estado para ser vendido en 1.800 marcos, pero Hitler ni siquiera tuvo en

cuenta semejante propuesta, no solamente por lo elevado del precio sino porque

no consideraba a la Opel una empresa totalmente alemana, a causa de su control

por parte de la General Motors, de Estados Unidos.

El 8 de marzo con motivo del Saln del Automvil, en Berln, se menciona por

primera vez en pblico la idea del auto popular y se expone el modelo de un eje

delantero oscilante y suspensin por barras de torsin, "sistema Porsche".

Finalmente el 22 de junio del mismo ao, la Asociacin de la Industria Automotriz

del Reich celebr un contrato con la sociedad Porsche en el que estipul que en el

plazo de diez meses Porsche debera construir el primer prototipo Volkswagen

(Figura 1.5) y como honorarios se le asignaron 20.000 Reichsmarks mensuales,

cifra absolutamente insuficiente considerando que habia que comenzar por

adquirir mquinas, herramientas y materia prima, adems del pago de la mano de

obra.

(Figura 1.5)

Ford

Henry Ford (Figura 1.6) naci el 30 de julio de 1863 en Springwells Township,

condado de Wayne, Michigan. Fue el mayor de los seis hijos de William Ford y

Mary Litogot. Su padre, oriundo de Irlanda, haba llegado a Amrica en 1847

dedicndose a la agricultura. Henry concurri a la escuela de Dearborn y nunca

demostr demasiado inters en el estudio ni en las labores agrcolas, si en cambio

en todo lo que tuviera que ver con la mecnica. (Vignau, 2011)

(Figura 1.6)

A los 15 aos construy su primer motor de vapor y al poco tiempo se emple

como aprendiz de mecnico en Detroit, primero en los talleres de James F. Flower

and Bros y luego en la Dry Dock Co.

Completado su aprendizaje, en 1882 se convirti en representante y mecnico de

Westinghouse reparando motores agrcolas a vapor. En 1888 se cas con Clara

Jane Bryant y de ese matrimonio naci su hijo Edsel en 1893.

En julio de 1891 consigui un empleo en la Edison Illuminating Company of

Detroit, al tiempo que en sus ratos libres construa en el lavadero de su casa de

Bagley Avenue 58 de Detroit, su primer motor de gasolina de ciclo Otto, que

estuvo finalizado tres aos ms tarde. En 1896 Henry aplic ese motor a un

cuadriciclo, constituyndose en el primer automvil que circulo por las calles de

Detroit. (Vignau, 2011)

CAPITULO 2 Motor paso a paso

Descripcin (Qu es?)

El motor paso a paso (Figura 2.1) es un dispositivo electromecnico que

convierte una serie de impulsos elctricos en desplazamientos angulares

discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso)

dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la

misma manera que un conversor digital-analgico (D/A) y puede ser gobernado

por impulsos procedentes de sistemas lgicos

.

(Figura 2.1)

Este motor presenta las ventajas de tener alta precisin y repetitividad en cuanto

al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan como motor

de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y

motores controlados digitalmente.

Existen 3 tipos fundamentales de motores paso a paso: el motor de reluctancia

variable, el motor de magnetizacin permanente, y el motor paso a paso hbrido.

Secuencia de funcionamiento

Obsrvese como la variacin de la direccin del campo magntico creado en el

estator (tabla 1) producir movimiento de seguimiento por parte del rotor

de imn permanente, el cual intentar alinearse con el campo

magntico inducido por las bobinas que excitan los electroimanes (en este caso A

y B). Vcc es la alimentacin de corriente continua (por ejemplo 5V, 12V, 24V...)

Tabla 1 de orden de fases. En este caso concreto el motor tendr un paso angular de 90 y un semipaso de

45 (al excitarse ms de una bobina) Taringa.com (Prez)

Paso Terminal 1

Bobina A

Terminal 2

Bobina A

Terminal 1

Bobina B

Terminal 2

Bobina B Imagen

Paso 1 +Vcc -Vcc

(Semi-)Paso 2 +Vcc -Vcc +Vcc -Vcc

Paso 3

+Vcc -Vcc

(Semi-)Paso 4 -Vcc +Vcc +Vcc -Vcc

Paso 5 -Vcc +Vcc

(Semi-)Paso 6 -Vcc +Vcc -Vcc +Vcc

Paso 7

-Vcc +Vcc

(Semi-)Paso 8 +Vcc -Vcc -Vcc +Vcc

Control de las bobinas

Para el control del motor paso a paso de este tipo (bipolar), se establece el principio de "Puente H (figura 2.2)", si se activan T1 y T4, permiten la alimentacin

en un sentido; si cambiamos el sentido de la alimentacin activando T2 y T3,

cambiaremos el sentido de alimentacin y el sentido de la corriente (Figura 2.3).

(Figura 2.2)

Topologa de "puente en H" para las bobinas A y B

(Figura 2.3)

Variacin de la alimentacin de corriente de la bobina A segn los transistores T1,

T2, T3, T4

Velocidad de rotacin

La velocidad de rotacin viene definida por la ecuacin:

Dnde:

f: frecuencia del tren de impulsos

n: n de polos que forman el motor

Si bien hay que decir que para estos motores, la mxima frecuencia admisible

suele estar alrededor de los 625 Hz, en caso de que la frecuencia de pulsos

sea demasiado elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes

maneras:

No realizar ningn movimiento en absoluto.

Comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.

Girar errticamente.

Girar en sentido opuesto.

Perder potencia

Como ayuda es recomendable que tambin se coloque a disposicin un

simulador o circuito para probar estos motores paso a paso para descartar

fallas en ello. (Patasverdes80)

Tipos de motores paso a paso

El motor de paso de rotor de imn permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no est energizado. Dependiendo de la

construccin del motor, es tpicamente posible obtener pasos angulares de 7.5,

11.25, 15, 18, 45 o 90. El ngulo de rotacin se determina por el nmero de

polos en el estator

El motor de paso de reluctancia variable (VR): Tiene un rotor multipolar de

hierro y un estator devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son

atrados a los dientes del estator electromagnticamente energizados. La

inercia del rotor de un motor de paso de reluctancia variable es pequea y la

respuesta es muy rpida, pero la inercia permitida de la carga es pequea.

Cuando los devanados no estn energizados, el par esttico de este tipo de

motor es cero. Generalmente, el paso angular de este motor de paso de

reluctancia variable es de 15

El motor hbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el

estator y en el rotor, el rotor con un imn concntrico magnetizado axialmente

alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuracin es una mezcla de los

tipos de reluctancia variable e imn permanente. Este tipo de motor tiene una

alta precisin y alto par y se puede configurar para suministrar un paso angular

tan pequeo como 1.8.

Motores paso a paso Bipolares: Estos tienen generalmente 4 cables de

salida. Necesitan ciertos trucos para ser controlados debido a que requieren

del cambio de direccin de flujo de corriente a travs de las bobinas en la

secuencia apropiada para realizar un movimiento.

Motores paso a paso unipolares: estos motores suelen tener 5 6 cables de

salida dependiendo de su conexionado interno. Este tipo se caracteriza por ser

ms simple de controlar, estos utilizan un cable comn a la fuente de

alimentacin y posteriormente se van colocando las otras lneas a tierra en un

orden especfico para generar cada paso, si tienen 6 cables es porque cada

par de bobinas tiene un comn separado, si tiene 5 cables es porque las

cuatro bobinas tiene un solo comn; un motor unipolar de 6 cables puede ser

usado como un motor bipolar si se deja las lneas del comn al aire. (Prez) (Berganzo)

CAPITULO 3 PIC

Microcontrolador PIC

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip

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

divisin de microelectrnica de General Instrument.

El nombre actual no es un acrnimo. En realidad, el nombre completo

es PICmicro, aunque generalmente se utiliza

como Peripheral InterfaceController (controlador de interfaz perifrico).

El PIC original se dise para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000.

Siendo en general una buena CPU, sta tena malas prestaciones deentrada y

salida, y el PIC de 8 bits se desarroll en 1975 para mejorar el rendimiento del

sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizabamicrocdigo simple

almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el trmino no se usaba

por aquel entonces, se trata de un diseo RISCque ejecuta una instruccin cada

4 ciclos del oscilador.

En 1985 la divisin de microelectrnica de General Instrument se separa como

compaa independiente que es incorporada como filial (el 14 de diciembre de

1987 cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es adquirida por un

grupo de inversores) y el nuevo propietario cancel casi todos los desarrollos, que

para esas fechas la mayora estaban obsoletos. El PIC, sin embargo, se mejor

con EPROM para conseguir un controlador de canal programable. Hoy en da

multitud de PICs vienen con varios perifricos incluidos (mdulos de comunicacin

serie, UARTs, ncleos de control de motores, etc.) y con memoria de programa

desde 512 a 32.000 palabras (una palabra corresponde a una instruccin

en lenguaje ensamblador, y puede ser de 12, 14, 16 32 bits, dependiendo de la

familia especfica de PICmicro).

PIC16F84

El PIC16F84 (Figura 3.1) es un microcontrolador a 8 bits de la familia PIC

perteneciente a la Gama Media (segn la clasificacin dada a los

microcontroladores por la misma empresa fabricante) Microchip.

Figura 3.1

Estructura

Se trata de uno de los microcontroladores ms populares del mercado actual,

ideal para principiantes, debido a su arquitectura de 8 bits, 18 pines, y

un conjunto de instrucciones RISC muy amigable para memorizar y fcil de

entender, internamente consta de:

Memoria Flash de programa (1K x 14 bits).

Memoria EEPROM de datos (64 x 8 bits).

Memoria RAM (68 registros x 8 bits).

Un temporizador/contador (timer de 8 bits).

Un divisor de frecuencia.

Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el puerto A

y 8 pines el puerto B).

Otras caractersticas son:

Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).

Perro guardin (watchdog).

Bajo consumo.

Frecuencia de reloj externa mxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas

versiones). La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo que

significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sera de 5Mhz y as pues

se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS)

No posee conversores analgicos-digital ni digital-analgicos.

Pipe-line de 2 etapas, 1 para bsqueda de instruccin y otra para la ejecucin

de la instruccin (los saltos ocupan un ciclo ms).

Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 30 instrucciones

distintas.

4 tipos distintos de instrucciones, orientadas a byte, orientadas a bit, operacin

entre registros, de salto.

Usos

En los ltimos aos se ha popularizado el uso de este microcontrolador debido a

su bajo costo y tamao. Se ha usado en numerosas aplicaciones, que van desde

los automviles a decodificadores de televisin. Es muy popular su uso por los

aficionados a la robtica y electrnica.

Puede ser programado tanto en lenguaje ensamblador como en Basic y

principalmente en C, para el que existen numerosos compiladores. Cuando se

utilizan los compiladores Basic, es posible desarrollar tiles aplicaciones en tiempo

rcord, especialmente dirigidas al campo domstico y educacional.

Programa de ejemplo

Este otro programa permite poner a valor lgico uno la salida RB0 del

microcontrolador cuando se detecta un valor lgico uno en la entrada RA0

mediante el uso de saltos incondicionales GOTO (ir a...):

SIGUE BTFSS PORTA,0 ; testea el pin RA0 del PORTA, si

encuentra un "1" salta una instruccin, de lo contrario continua

GOTO APAGA ; salta a la subrutina APAGA

GOTO ENCIENDE ; salta a la subrutina ENCIENDE

APAGA BCF PORTB,0 ; pone en "0" el pin RB0 del PORTB

GOTO SIGUE ; vuelve al testeo

ENCIENDE BSF PORTB,0 ; pone en "1" el pin RB0 del PORTB

GOTO SIGUE ; todo de nuevo

Datos curiosos sobre este PIC

El PIC16F84 posee una ULA (Unidad Lgica Aritmtica) limitada que impide

hacer clculos matemticos bsicos, como por ejemplo, una multiplicacin de

dos nmeros a 8 bits en una nica instruccin, o una divisin en una nica

instruccin. Por lo que el programador debe valerse de otras tcnicas

matemticas que se apoyan en el juego de instrucciones aritmticas

disponibles en este PIC para realizar este clculo matemtico bsico.

Los datos almacenados en la memoria EEPROM pueden durar almacenados

por ms de 40 aos.

La memoria de datos no se puede acceder completamente en un nico registro

sino que se debe acceder por bancos, por lo que se debe estar atento al

momento de escribir el programa de no sobrescribir algn registro en el banco

0 queriendo escribir sobre el banco 1.

Muchos estudiantes de electrnica, por no decir la mayora, eligen este PIC

para iniciarse en la programacin de microcontroladores cuando en el mercado

existen otros PICs con una arquitectura interna mucho ms simple que la que

posee este microntrolador.

Juego de instrucciones y entorno de programacin

El PIC usa un juego de instrucciones tipo RISC, cuyo nmero puede variar desde

35 para PICs de gama baja a 70 para los de gama alta. Las instrucciones se

clasifican entre las que realizan operaciones entre el acumulador y una constante,

entre el acumulador y una posicin de memoria, instrucciones de

condicionamiento y de salto/retorno, implementacin de interrupciones y una para

pasar a modo de bajo consumo llamada sleep.

Microchip proporciona un entorno de desarrollo freeware llamado MPLAB que

incluye un simulador software y un ensamblador. Otras empresas desarrollan

compiladores C y BASIC. Microchip tambin vende compiladores para los PICs de

gama alta ("C18" para la serie F18 y "C30" para los dsPICs) y se puede descargar

una edicin para estudiantes del C18 que inhabilita algunas opciones despus de

un tiempo de evaluacin.

Para el lenguaje de programacin Pascal existe un compilador de cdigo

abierto, JAL, lo mismo que PicForth para el lenguaje Forth. GPUTILS es una

coleccin de herramientas distribuidas bajo licencia GPL que incluye ensamblador

y enlazador, y funciona en Linux, MacOS y Microsoft Windows. GPSIM es otra

herramienta libre que permite simular diversos dispositivos hardware conectados

al PIC.

Uno de los ms modernos y completos compiladores para lenguaje C es [mikroC],

que es un ambiente de desarrollo con editor de texto, bibliotecas con mltiples

funciones para todos los mdulos y herramientas incorporadas para facilitar

enormemente el proceso de programacin.

Arquitectura central

La arquitectura del PIC es sumamente minimalista. Est caracterizada por las

siguientes prestaciones:

rea de cdigo y de datos separadas (Arquitectura Harvard).

Un reducido nmero de instrucciones de longitud fija.

Implementa segmentacin de tal modo que la mayoria de instrucciones duran

1 tiempo de instruccin (o 4 tiempos de reloj). Pueden haber instrucciones de

dos tiempos de instruccin (saltos, llamadas y retornos de subrutinas y otras) o

inclusive con ms tiempo de instruccin en PICs de gama alta. Esto implica

que el rendimiento real de instrucciones por segundo del procesador es de al

menos 1/4 de la frecuencia del oscilador.

Un solo acumulador (W), cuyo uso (como operador de origen) es implcito (no

est especificado en la instruccin).

Todas las posiciones de la RAM funcionan como registros de origen y/o de

destino de operaciones matemticas y otras funciones.1

Una pila de hardware para almacenar instrucciones de regreso de funciones.

Una relativamente pequea cantidad de espacio de datos direccionable

(tpicamente, 256 bytes), extensible a travs de manipulacin de bancos de

memoria.

El espacio de datos est relacionado con el CPU, puertos, y los registros de

los perifricos.

El contador de programa est tambin relacionado dentro del espacio de

datos, y es posible escribir en l (permitiendo saltos indirectos).

A diferencia de la mayora de otros CPU, no hay distincin entre los espacios de

memoria y los espacios de registros, ya que la RAM cumple ambas funciones, y

esta es normalmente referida como "archivo de registros" o simplemente,

registros.

Espacio de datos (RAM)

Los microcontroladores PIC tienen una serie de registros que funcionan como

una RAM de propsito general. Los registros de propsito especfico para los

recursos de hardware disponibles dentro del propio chip tambin estn

direccionados en la RAM. La direccionabilidad de la memoria vara dependiendo

de la lnea de dispositivos, y todos los dispositivos PIC tienen algn tipo de

mecanismo de manipulacin de bancos de memoria que pueden ser usados para

acceder memoria externa o adicional. Las series ms recientes de dispositivos

disponen de funciones que pueden cubrir todo el espacio direccionable,

independientemente del banco de memoria seleccionado. En los dispositivos

anteriores, esto deba lograrse mediante el uso del acumulador.

Para implementar direccionamiento indirecto, se usa un registro de "seleccin de

registro de archivo" (FSR) y uno de "registro indirecto" (INDF): Un nmero de

registro es escrito en el FSR, haciendo que las lecturas o escrituras al INDF sern

realmente hacia o desde el registro apuntado por el FSR. Los dispositivos ms

recientes extienden este concepto con post y preincrementos/decrementos para

mayor eficiencia al acceder secuencialmente a la informacin almacenada. Esto

permite que se pueda tratar al FSR como un puntero de pila.

La memoria de datos externa no es directamente direccionable excepto en

algunos microcontroladores PIC 18 de gran cantidad de pines.

Tamao de palabra

El tamao de palabra de los microcontroladores PIC es fuente de muchas

confusiones. Todos los PICs (excepto los dsPIC) manejan datos en trozos de 8

bits, con lo que se deberan llamar microcontroladores de 8 bits. Pero a diferencia

de la mayora de las CPU, el PIC usa arquitectura Harvard, por lo que el tamao

de las instrucciones puede ser distinto del de la palabra de datos. De hecho, las

diferentes familias de PICs usan tamaos de instruccin distintos, lo que hace

difcil comparar el tamao del cdigo del PIC con el de otros microcontroladores.

Por ejemplo, un microcontrolador tiene 6144 bytes de memoria de programa: para

un PIC de 12 bits esto significa 4096 palabras y para uno de 16 bits, 3072

palabras.

Programacin del PIC

Para transferir el cdigo de un ordenador al PIC normalmente se usa un

dispositivo llamado programador. La mayora de PICs que Microchip distribuye hoy

en da incorporan ICSP (In Circuit Serial Programming, programacin serie

incorporada) o LVP (Low Voltage Programming, programacin a bajo voltaje), lo

que permite programar el PIC directamente en el circuito destino. Para la ICSP se

usan los pines RB6 y RB7 (En algunos modelos pueden usarse otros pines como

el GP0 y GP1 o el RA0 y RA1) como reloj y datos y el MCLR para activar el modo

programacin aplicando un voltaje de 13 voltios. Existen muchos programadores

de PICs, desde los ms simples que dejan al software los detalles de

comunicaciones, a los ms complejos, que pueden verificar el dispositivo a

diversas tensiones de alimentacin e implementan en hardware casi todas las

funcionalidades. Muchos de estos programadores complejos incluyen ellos

mismos PICs preprogramados como interfaz para enviar las rdenes al PIC que se

desea programar. Uno de los programadores ms simples es el TE20, que utiliza

la lnea TX del puerto RS232 como alimentacin y las lneas DTR y CTS para

mandar o recibir datos cuando el microcontrolador est en modo programacin. El

software de programacin puede ser el ICprog, muy comn entre la gente que

utiliza este tipo de microcontroladores. Entornos de programacin basados en

intrpretes BASIC ponen al alcance de cualquiera proyectos que parecieran ser

ambiciosos.

Se pueden obtener directamente de Microchip muchos

programadores/depuradores (octubre de 2005):

Variaciones del PIC

PICs modernos

Los viejos PICs con memoria PROM o EPROM se estn renovando gradualmente por chips con memoria Flash. As mismo, el juego de instrucciones original de 12

bits del PIC1650 y sus descendientes directos ha sido suplantado por juegos de

instrucciones de 14 y 16 bits. Microchip todava vende versiones PROM y EPROM

de la mayora de los PICs para soporte de aplicaciones antiguas o grandes

pedidos.

Se pueden considerar tres grandes gamas de MCUs PIC en la actualidad: Los

bsicos (Linebase), los de medio rango (Mid Range) y los de alto desempeo

(high performance). Los PIC18 son considerados de alto desempeo y tienen

entre sus miembros a PICs con mdulos de comunicacin y protocolos avanzados

(USB, Ethernet, Zigbee por ejemplo). (Berganzo)

Clones del PIC

Por todos lados surgen compaas que ofrecen versiones del PIC ms baratas o mejoradas. La mayora suelen desaparecer rpidamente. Una de ellas que va

perdurando es Ubicom(antiguamente Scenix) que vende clones del PIC que

funcionan mucho ms rpido que el original. OpenCores tiene un ncleo del

PIC16F84 escrito en Verilog. (Berganzo)

.

PICs para procesado de seal (dsPICs)

Los dsPICs son el penltimo lanzamiento de Microchip, comenzando a producirlos a gran escala a finales de 2004. Son los primeros PICs con bus de

datos inherente de 16 bits. Incorporan todas las posibilidades de los anteriores

PICs y aaden varias operaciones de DSP implementadas en hardware, como

multiplicacin con suma de acumulador (multiply-accumulate, o MAC),barrel

shifting, bit reversion o multiplicacin 16x16 bits. (Berganzo)

PICs de 32 bits (PIC32)

Microchip Technology lanz en noviembre de 2007 los nuevos microcontroladores de 32 bits con una velocidad de procesamiento de hasta 1.6 DMIPS/MHz con

capacidad HOST USB. Sus frecuencias de reloj pueden alcanzar los 80MHz a pa

Trtir de cuarzos estndares de 4 a 5MHz gracias a un PLL interno. Funcionan a

3.3V en sus puertos de entrada y salida, aunque el fabricante indica que salvo en

los pines con funcin analgina, en la mayora se toleran tensiones de hasta 5V.

Disponen de una arquitectura optimizada con alto grado de paralelismo y ncleo

de tipo M4K y una elevada capacidad de memoria RAM y FLASH ROM. Todo ello

hace que estos MCUs permiten un elevado procesamiento de informacin. (Berganzo)

PICs ms comnmente usados

PIC12C508/509 (encapsulamiento reducido de 8 pines, oscilador interno,

popular en pequeos diseos como el iPod remote).

PIC12F629/675

PIC16F84 (Considerado obsoleto, pero imposible de descartar y muy popular)

PIC16F84A (Buena actualizacin del anterior, algunas versiones funcionan a

20 MHz, compatible 1:1)

PIC16F628A (Es la opcin tpica para iniciar una migracin o actualizacin de

diseos antiguos hechos con el PIC16F84A. Posee puerto serial, mdulos de

comparacin anloga, PWM, mdulo CCP, rango de operacin de voltaje

aumentado, entre otras )

PIC16F88 (Nuevo sustituto del PIC16F84A con ms memoria, oscilador

interno, PWM, etc que podra convertirse en popular como su hermana).

La subfamilia PIC16F87X y PIC16F87XA (los hermanos mayores del

PIC16F84 y PIC16F84A, con cantidad de mejoras incluidas en hardware.

Bastante comn en proyectos de aficionados).

PIC16F886/887 (Nuevo sustituto del 16F876A y 16F877A con la diferencia que

el nuevo ya se incluye oscilador interno).

PIC16F193x (Nueva gama media de PIC optimizado y con mucha RAM, ahora

con 49 instrucciones por primera vez frente a las 35 de toda la vida).

PIC18F2455 y similares con puerto USB 2.0

PIC18F2550 manejo de puertos USB 2.0 y muy versatil.

PIC18F452

PIC18F4550

dsPIC30F2010

dsPIC30F3014

dsPIC30F3011 (Ideales para control electrnico de motores elctricos de

induccin, control sobre audio, etc).

PIC32 (Nueva gama de PIC de 32 bits, los ms modernos ya compatible con

USB 2.0).

CAPITULO 4 Solid Works

Dassault Systmes SolidWorks Corp. es lder en tecnologa de CAD en 3D. En SolidWorks, nos comprometemos a brindar a ingenieros, diseadores y otros profesionales creativos las herramientas que necesitan para disear los mejores productos del mundo.

Fundada en diciembre de 1993, Propiedad Adquirida en 1997 por Dassault Systmes S.A.*, con base en Vlizy, Francia, el principal desarrollador de soluciones de administracin del ciclo de vida del producto. Mercados que abastece: Industrial, mdico, cientfico, de consumo, educativo, tecnolgico y de transporte

Clientes Ms de 1.000.000 ingenieros y diseadores de productos en todo el mundo (Solidworks)

Historia Antes de SolidWorks, el sector careca de un paquete de software completo que combinase el modelado slido en 3D con un programa de escritorio fcil de usar. SolidWorks cubri esa necesidad.

Todo comenz en 1993, cuando el fundador de SolidWorks, Jon Hirschtick, reclut un equipo de ingenieros para crear una empresa que desarrollara un software de CAD en 3D fcil de usar. Desde entonces, el equipo inicial se convirti en el principal proveedor de tecnologa de CAD en 3D, que proporciona herramientas intuitivas de alto rendimiento para desarrollar mejores productos.

Lo lograron al desarrollar la primera tecnologa de CAD en 3D que se ejecutara en una plataforma intuitiva de Windows, no requiriera equipos de hardware ni software costosos para funcionar, y no costara una fortuna.

En 1995, estaba lista la salida al mercado del primer software de SolidWorks. En menos de dos meses, ya reciba elogios de todo el sector por establecer un nuevo estndar de facilidad de uso. Mientras aumentaban las ventas, Hirschtick incorpor al experto en el sector de la ingeniera mecnica, John McEleney, para llevar la empresa a los mercados asiticos en 1996. Mceleney estableci SolidWorks en Asia y encabez el programa de socios de soluciones (Solution Partner Program) de la empresa, que creci hasta tener ms de 800 socios en todo el mundo.

La creciente base de clientes de la empresa y la continua innovacin de sus productos la establecieron rpidamente como un competidor slido en el mercado

del CAD. El mercado lo not, y el gigante mundial de la tecnologa de ciclo de vida de productos, Dassault Systmes S.A. (Euronext Paris: #13065, DSY.PA), adquiri SolidWorks por 310 millones de dlares en junio de 1997.

La frmula de Dassault Systmes (DS) para el xito continuo de SolidWorks es permitirle mantener la estrategia y la motivacin que construyeron la empresa. Como director general desde 2001 hasta junio de 2007, McEleney sostuvo la empresa y sus productos en una trayectoria meterica. SolidWorks se convirti en la empresa de ms rpido crecimiento dentro de la familia DS, ya que pas de representar un dos por ciento de los ingresos de DS, en el momento de su adquisicin, a representar ms del 20 por ciento actual.

El director general actual, Jeff Ray, se uni a la empresa en 2003 como director de operaciones para ayudar a expandir las ventas, la distribucin y la infraestructura de marketing de SolidWorks. En cuatro aos, Ray hizo que las ventas y las licencias mundiales llegaran a los picos ms altos en la historia, y los productos se volvieron an ms inteligentes, lo que permite a los usuarios cruzar los lmites del diseo convencional. (Solidworks)

Sus logros

Actualmente, las soluciones de SolidWorks marcan tendencia en la tecnologa de CAD y tienen el mayor nmero de usuarios en produccin: ms de 1.000.000 usuarios en 115.000 ubicaciones, en ms de 100 pases en todo el mundo. SolidWorks tambin estableci un punto de referencia para la penetracin en el mercado mundial de la educacin. Todos los aos, ms de un milln de estudiantes en ms de 14.500 instituciones educativas de todo el mundo se gradan con los cursos de capacitacin de SolidWorks. Adems, SolidWorks siempre se clasific como la experiencia en tecnologa en 3D ms buscada por los empleadores que publican ofertas de empleo en Monster.com, el sitio web ms popular de oportunidades laborales.

Asimismo, Solidworks cuenta con la ms alta satisfaccin del cliente, la penetracin ms slida en las instituciones educativas de todo el mundo y la mayor cantidad de aplicaciones integradas de asociados en el mercado. Las soluciones de SolidWorks lograron estos objetivos porque permiten que los ingenieros sean ms productivos que antes y que, al mismo tiempo, diseen productos ms innovadores que garantizan ms xito a sus empresas.

Sus logros ms destacados

La presentacin del primer software de CAD en 3D disponible en un entorno

nativo de Windows. SolidWorks eDrawings, la primera herramienta de comunicacin de diseos

por correo electrnico fcil de usar, que ahora es un estndar para la colaboracin.

El lanzamiento de grandes lneas de productos todos los aos desde 1995. La obtencin de la patente de EE. UU. por SolidWorks FeatureManager, que

actualmente es la interfaz de usuario estndar de CAD en todas las aplicaciones de CAD.

Adquirida en 1997 por el princi (Solidworks)pal desarrollador de soluciones de administracin de ciclos de vida de productos Dassault Systmes por acciones con un valor de 310 millones de dlares.

Clasificada entre las 200 empresas ms grandes de software en el mundo por la revista Software Magazine en 2002, 2003, 2004 y 2005.

Captulo 5 Acelerador

Acelerador

El acelerador (throttle en ingls) es un mecanismo usado en los motores de

combustin interna de ciclo Otto mediante el cual se regula el flujo de la mezcla

aire/combustible en el caso de motores de carburador o del aire en los motores

de inyeccin de combustible por medio de constriccin y obstruccin del conducto

de admisin.

Funcionamiento

La variacin en el llenado del cilindro que se obtiene de esta manera permite

regular la masa de mezcla introducida en el cilindro, en el proceso de renovacin

de la carga del mismo. Esta variable determina por tanto la fuerza de la carrera de

expansin y finalmente el par motor en cada ciclo til. Es decir esta regulacin de

la cantidad de gas combustible admitido en cada ciclo nos permite ajustar el par

motor a la carga motor.

Esto quiere decir que teniendo diferentes condiciones de carga y el mismo

rgimen, por ejemplo subiendo una cuesta a 3000 rpm y bajando la misma cuesta

a las mismas 3000 rpm, la diferente posicin de la mariposa nos permite ajustar el

llenado del cilindro y por tanto la fuerza de la combustin, con el mismo rgimen,

manteniendo siempre la proporcin aire combustible o factor lambda.

Como la potencia de un motor es igual al par multiplicado por el rgimen motor

(rpm) se puede incrementar o disminuir sta mediante la restriccin de gases para

la mezcla aire/combustible El trmino acelerador hace referencia, de forma

incorrecta e informal, a cualquier mecanismo mediante el cual se regula la

potencia o velocidad de un motor. (Anonimo, mantenimientoatomotor)

En el motor diesel no existe este mecanismo de restriccin, se dosifica en su lugar

el caudal de combustible (gasleo o gasoil) mediante una bomba inyectora o

inyectores de mando electrnico.

Motores de Ciclo Otto

En un motor de combustin de gasolina, la mariposa est formada por una vlvula

que regula directamente la cantidad de mezcla aire/combustible en los motores de

carburador o de aire entrante al motor en los motores de inyeccin de

combustible , controlando de esta forma la fuerza de la combustin en cada ciclo a

travs del control del llenado del cilindro, en el proceso de renovacin de la carga.

Esto se ha de hacer manteniendo siempre un factor combustible/aire (factor

lambda) relativamente constante. En un vehculo de motor el control del que hace

uso el conductor para regular la potencia se denomina pedal de aceleracin o

acelerador.

El acelerador en el motor de ciclo Otto es normalmente una vlvula de mariposa.

En un motor de inyeccin de combustible esta vlvula est alojada en el colector

de admisin.. En un motor por carburador, la vlvula se encuentra en la base del

mismo, es decir en la brida de unin del carburador al colector de admisin.

Cuando el acelerador est abierto a tope el colector entrante est normalmente a

presin atmosfrica ambiente. Cuando el acelerador est parcialmente cerrado,

entonces se crea un vaco en el colector y la presin de entrada es menor que la

presin ambiente.

Normalmente la vlvula del acelerador est mecnicamente unida al pedal o a una

palanca. En vehculos con control electrnico del acelerador, ste est controlado

electrnicamente por la centralita electrnica del motor, permitiendo as ajustar

con mayor precisin la dosificacin aire/combustible.

Captulo 6 Creacin del diseo de la Base

En esta gua para la creacin del diseo de la base se eligi como material el

aluminio debido a su fcil manejo para ser perforado y a su ligereza sin dejar de

ser resistente. Pero pueden ser empleados otros materiales a la hora de su

fabricacin.

Como programa se utiliz Solid Works ya que es una herramienta sencilla de

utilizar y muy completa.

Lo primero que creamos para el diseo es crear una base de 10 * 10 cm y de un

ancho de 1cm como se muestra en la figura 6.1

(Anonimo, mantenimientoatomotor)

Figura 6.1

Se eligi este tamao debido al espacio que existe debajo del acelerador es muy

estrecho y por lo cual se trat de reducir al mximo el diseo pero no demasiado

para no afectar el buen funcionamiento del inhibidor.

Tambin como solo se trata del diseo de un inhibidor el tamao es el ideal y se

recomend que fuera dentro del coche y especficamente bajo del acelerador para

evitar que el dispositivo se encuentre ante la intemperie o expuesto a

temperaturas muy extremas como es el caso del motor, ya que con la exposicin

prolongada a estos factores se puede comprometer el buen funcionamiento del

inhibidor.

Lo que haremos despus es hacer perforaciones de 0.5 cm y a una distancia de

los bordes de 1cm tal y como se muestra en la figura 6.2.

Figura 6.2.

Muestra las medidas que se hicieron (lado izquierdo) para poder perforar cerca de

las 4 esquinas y dichos agujeros nos servirn por poder atornillar y fijar la base a

la carrocera.

El paso siguiente ser el de colocar una placa de aluminio de 3 * 5 cm con 0.5 cm

de grosor y sobre esta placa es donde ira montado nuestro motor de 5v. (figura

6.3)

Figura 6.3

As mismo esta placa cuenta con 2 orificios en sus extremos ms largos q

atraviesan a la primer base tambin y otros 2 q servirn para poder fijar el motor a

la base, de tal modo que nuestra base quedar as (figura 6.4)

Figura 6.4

Que nos muestra las medidas de los 4 orificios (del lado izquierdo) y como deben

de quedar una vez perforados (Lado Derecho).

Lo siguiente ser colocar otra placa de 4 * 3 cm con 1.5 cm de ancho, a la cual se

le harn 3 perforaciones, una desfasada a la derecha 0.5 cm del borde derecho y

otros 2 en el otro extremos cada uno a 0.75 cm de los extremos de la 3er base

(Figura 6.5).

Figura 6.5

Ahora antes de comenzar a atornillar todo a la base principal, se tomar la 3er

base y se le realizar un orificio por en medio a 1cm de la base de 0.4cm de radio

como se muestran en la figura 6.6 las medias antes mencionadas.

Figura 6.6

Tal agujero servir como gua para el perno que funcionar como seguro para

inhibir la aceleracin del automvil gracias a que impedir que el acelerador baje y

haga su funcin.

Una vez realizado el corte del perno la base quedar de esta forma (Figura 6.7)

Figura 6.7

Este orificio ser lubricado con un poco de grasa para baleros, de tal modo que

ofrezca muy poca resistencia al movimiento del perno y se eviten problemas a

futuro como podra ser un atascamiento y nos provoque un mal funcionamiento del

inhibidor de aceleracin.

Bien ya para finalizar este captulo terminaremos con la creacin del perno.

El perno cubrir completamente el orificio que perforamos en la 3er base para que

el rea de contacto con las paredes internas sea ms y por tal tenga un poco ms

de fuerza ante la fuerza ejercida por el pie.

El radio del perno ser de 0.39 cm que es 0.01 cm ms pequeo que el orificio de

la 3er placa para que pueda moverse sin tanto esfuerzo y que la capa de grasa

pueda pasar y estar entra el perno y las paredes.

En la figura 6.8 se muestra que el perno esta del mismo tamao que el largo de la

3er base.

Figura 6.8

Otra caracterstica del perno es que por dentro tendr una cuerda como la de las

tuercas, y el motor tendr una perno ms pequeo con cuerna como si fuera un

tornillo el cual embonar dentro del perno ms grande, as de este modo cuando

el motor gire en el sentido contrario del reloj empujara al perno hacia adelante,

obstruyendo as el aceleramiento.

Y cuando el motor gire con las manecillas del reloj jalar al perno de tal forma que

se permitir que baje el acelerador dejndolo libre para que se pueda acelerar el

automvil.

El perno quedar de esta forma como se observa en la figura 6.7.

Figura 6.7

El perno est diseado para cargas bajas, lo cual se refiera a que un pistn por

parte del usuario del automvil podra causarle alguna ruptura o causar un mal

funcionamiento como el de que el perno ya no regrese a su posicin normal.

En la Figura 6.8 se puede observar cmo es que debe de quedar la placa ya

perforada y con las dems bases colocadas un encima de otra y tambin se puede

observar que realmente este diseo no ocupa tanto espacio al tener una superficie

de base de 10*10 cm y una anchura de 3 cm y con estas medidas no se afectar

el funcionamiento del pedal del acelerador.

Figura 6.8

Y en la ultima figura 6.9 se puede apreciar como es que quedar el perno dentro

de la 3er base.

Figura 6.9

Con esto se concluye la gua para el diseo de la base y como nota final en el

espacio que quedo de la base que no se le coloco otro metal arriba es porque en

ese espacio se colocar la placa de circuitos electrnicos que manejaran la

posicin del perno.

Captulo 7 Realizacin del Diseo del Inhibidor de

Aceleracin del Automvil

Para comenzar con la realizacin del diseo se necesita tener instalado algn

Editor de circuitos Electrnicos (Que en la lista de materiales se mencion), que

por ejemplo para este documento se utilizar el programa Editor PCB WIZARD

Professional y el editor ISIS Professional de la Paquetera de PROTEUS (Versin

8)

Dentro de lo que es el Editor de PCB Wizard se encontrara una ventana PCB

Component Gallery (Que es la galera de los componentes de nuestro editor

Imagen 7.1) que es donde se encontrara nuestros componentes para armar el

circuito, y que solo basta darle clic sobre el nombre y dar otro sobre la pgina para

que el componente se coloque dnde se requiera.

Imagen 7.1

En este primer paso se localizar los componentes que son el micro controlador

(pic) 16F84 y una ves localizado se arrastrar a la hoja de trabajo, as del mismo

modo se localizarn los capacitores cermicos, y se arrastraran hacia la hoja de

trabajo un total de 4 capacitores (se utilizara este nmero ya que el pic utiliza para

su funcionamiento 3 capacitores cermicos, 2 de 22 nano faradios y 1 de 100 pico

faradios, y el 4to se utilizar para sustituir lo que es el cristal de cuarzo de 4 Mhz,

ya que esta paquetera no cuenta con ese componente). Para este caso la fuente

de poder estar sealada con un cuadro con 2 tornillos, el tornillo del lado

izquierdo ser nuestra lado positivo + y el lado derecho ser el lado negativo

(tierra) -.

Una vez que se han colocado los componentes en nuestra hoja de trabajo

procederemos a unir los componentes.

Primero se unirn los 2 contactos de nuestro Cristal de cuarzo de 4 MHz

(recordemos que es sustituido para la ilustracin por un capacitor cermico) a los

pines 15 y 16 (Vase Datasheet Pic 16f84a anexado el glosario) un pin para cada

contacto de nuestro cristal. Despus se unir un extremo del cristal a un extremo

de uno de los capacitores de 22 nano faradios, y en el otro extremo de nuestro

cristal y se har lo mismo pero con el extremo del otro capacitor cermico de 22

nano faradios (Los capacitores cermicos no tienen polaridad por lo cual no

importa cual extremo conectemos), y el otro extremo restante de cada uno de ellos

se aterrizaran a tierra (Figura 7.2).

Figura 7.2

Cristal de Cuarzo de 4

MHz

Capacitores de 22

nano faradios

Lo que sigue es volver a buscar en la galera las resistencias y arrastrar una no

importa del valor que sea ya que una vez que est en nuestra hoja de trabajo

basta con darle doble clic y nos aparecer una ventana en donde se le dar el

valor de 4.7 K ohms.

Ahora la explicacin del porque se utiliza una resistencia es debido a que si en

lugar de la resistencia se puenteara directamente, el pic se podra sobre cargar y

quemarse, y el valor de 4.7 Kilo Ohms es el resultado de hacer clculos de tal

forma que no quitemos corriente de ms y con ello disminuir el rendimiento de

nuestro pic.

El Siguiente paso es conectar dicha resistencia en el pin nmero 4 del pic (vase

datasheet pic 16f84a anexado en el glosario) y el otro extremo a corriente (5 v).

Y dicha conexin quedar como se muestra en la figura 7.3.

Figura 7.3

Lo que sigue es utilizar el capacitor de 100 pico faradios en pasos anteriores

habamos colocado en nuestra hoja de trabajo y lo utilizar puenteando una patita

a el pin nmero 14de el pic y la otra patita del capacitor la puentearemos a tierra.

Y para llegar a la tierra ocupamos la misma lnea de la resistencia (Figura 7.4)

Figura 7.4

El paso que sigue ser ubicar y colocar en nuestra hoja de trabajo 2 leds que de

preferencia uno sea de color rojo y el otro de color verde, esto con el fin de que

cuando nuestro inhibidor de aceleracin este activado el led rojo encienda

avisndonos que el vehculo no podr avanzar ya que el dispositivo est

bloqueando la aceleracin, y en cuanto encienda el led verde nos indicar que el

inhibidor esta desactivado y que el vehculo podr avanzar con normalidad sin el

impedimento de nuestro dispositivo.

El color verde y rojo se tom de los colores del semforo, el cual indica con el

color rojo detenerse y el color verde avanzar, y como el semforo ya es algo

habitual para el ser humano, le ser ms fcil comprender esta combinacin de

colores (Figura 7.5)

Figura 7.5 Tomada de http://www.estudiosdetransito.ucv.cl/semafo.htm

Una vez teniendo los leds, conectaremos el led rojo la patita del lado positivo

(Vase Led anexado en el glosario) al pin nmero 17 del pic y de Igual forma

conectaremos la patita positiva del led verde a el pin nmero 18 del pic.

Lo siguiente ser buscar en la galera de componentes una resistencia y colocarla

en nuestra hoja de trabajo, y sobre la resistencia le daremos doble clic para

cambiarle el valor a 220 Ohms.

Un extremo de esa resistencia la puentearemos a tierra y el otro extremo lo

uniremos a las 2 patitas negativas de los leds. Ya de esta forma cerramos el

circuito, y al momento en el que el inhibidor se encuentre activado o desactivado

enviara una seal al pin correspondiente y por tal encender al led para que el

usuario pueda visualizar el estado del dispositivo.

Al terminar el circuito deber de verse como esta en la figura 7.6 aunque el

alambrado de cada quien puede variar, ya que en esta gua se muestra solo una

de n combinaciones posibles para el puenteado, pero lo que no cambia es el lugar

de pin al que van conectado y los componentes que corresponden a cada pin.

Figura 7.6

Hasta este paso se muestra el diseo con el cual se asegura que el pic pueda

funcionar y los pasos siguientes nos indicarn la forma de las entradas y salidas

de seal.

Para el siguiente paso en el diseo ya se omitieron la mayora de componentes

esto con el fin de que el usuario puede visualizar mejor las conexiones.

Del Pin nmero 6 del pic colocaremos una lnea y a esta lnea corresponde a la

entrada que activar a nuestro inhibidor Figura 7.7.

Esta seal provendr al activar la alarma de nuestro coche, ya que cuando se

activa la alarma es cuando el automvil queda estacionado y queda protegido, y

es en este momento cuando se podr requerir de el inhibidor de aceleracin.

Figura 7.7

Esta gua se est desarrollando nicamente como el diseo, ms no como

fabricacin y montaje por lo cual se tendr que buscar algn manual de la alarma

del automvil, y ubicar la seal de corriente que active a la alarma y hacer un

puente que la haga llegar a el inhibidor de aceleracin.

Lnea proveniente de la alarma

Lo que prosigue es tomar el pin nmero 7 del pic y darle un pequeo puente

(Figura 7.8), ya que a esta entrada llegara la seal del swich la cual de acuerdo a

la programacin del pic desactivar el dispositivo y pasar de encender el led rojo

a encender al led verde.

Figura 7.8

Esta gua se est desarrollando nicamente como el diseo, ms no como

fabricacin y montaje por lo cual se tendr que buscar algn manual del swich del

automvil, y ubicar la seal de corriente que da el swich y hacer un puente que la

haga llegar a el inhibidor de aceleracin.

Se eligi la seal del swich debido a que es cuando ya se va a iniciar la marcha

del vehculo, y es cuando ya es necesario que se pueda acelerar para que el

vehculo pueda avanzar.

Pero de no ser la llave correcta el swich no enviar corriente alguna y por tal el pic

nunca recibir corriente en ese pin y no se desactivara el inhibidor y como

resultado no acelerar.

Lnea proveniente del swich

El paso siguiente es el de colocar en el pin 9 (Figura 7.9) la entrada de corriente

de un botn, esto en caso de alguna emergencia que sea muy urgente arrancar al

vehculo o que el inhibidor por cualquier razn tenga un mal funcionamiento.

Figura 7.9

Segn la programacin al entrar un seal al pin nmero 9 del pic este romper con

la programacin e ignorar las 2 seales provenientes del swich y de la alarma y

se quedara en la posicin de desactivado hasta que el botn de emergencia

regrese a la posicin de off.

Dicho botn ser ubicado en un lugar accesible donde no cueste tanto trabajo

activarlo pero a la vez deber de ser un lugar que solo el propietario conozca esto

con el fin de seguir manteniendo el objetivo que es que solo el dueo del vehculo

pueda autorizar cuando es que pueden acelerar el auto.

Lo que sigue es colocar igual un puente corto en el pin 10 del pic (Figura 7.10).

Es puente nos servir como salida para el motor de 5v, y dar una seal de tierra

o corriente dependiendo de que si el inhibidor est activado o desactivado.

Figura 7.10

El motor ser o se recomienda de 5v debido a que el pic no puede soportar tanta

corriente, por ejemplo, si se utilizar un motor de 6v garantizamos que el perno

podr salir ms fcilmente pero tambin demandar ms corriente y de hacer

pasar ms corriente a travs del pic se podra sobre cargar y quedar inservible.

Como el perno es de un metal muy ligero como lo es el aluminio, es de

dimensiones pequeas y est lubricado un motor de 5v no tendr problemas de

sacar el perno y as aseguramos que no sobrecargaremos al pic.

El riesgo de que el pic se queme y deje de funcionar es que ni el botn de

emergencia funcionar, lo cual es un grave problema porque se tendra que retirar

el inhibidor, que aunque su montaje y desmontaje no es tan difcil si tomara algn

tiempo el retirarlo.

Por lo cual para la realizacin de este diseo se hacen estas recomendaciones, ya

el usuario de esta gua podr hacer las modificaciones que el considere

adecuadas, ms esta gua no se hace responsable por fallas o mal funcionamiento

del inhibidor si no se sigue esta gua al pie de la letra o si no se utiliza la

herramienta adecuada.

Ya para finalizar el diseo de la parte electrnica se har un arreglo de resistencia

(Figura 7.11) para que cual el pin 10 del pic mande una seal de corriente el

motor girar en un sentido y cuando dicho pin mande una seal de tierra el motor

girar para el otro sentido, cumpliendo as que un sentido ser para sacar el perno

y con el otro ser para meterlo nuevamente.

Figura 7.11

Juego de resistencia

Qu tipo de diseo de investigacin y porque se investiga?

El tipo de diseo es cualitativo debido a que en el desarrollo de esta tesis es

meramente terica debido a que solo se elabor el diseo, esto debido a la falta

de tiempo.

Tambin es de un tipo no experimental debido a que el diseo no pudo ser

ingresado a un simulador para observar su funcionamiento.

Y es de igual forma de tipo descriptiva porque en ella se describe paso a paso

como es que se desarrolla el diseo del inhibidor de aceleracin automotriz.

Preguntas:

Encuesta

1.- Cundo pisas el acelerador que crees que pasa en el motor?

Que le inyectas combustible.

2.- Cmo crees que se comunican el pedal del acelerador con el motor?

A travs de cables (de energa) o de algn sistema.

3.- Qu crees que pasa con la gasolina dentro del motor?

Se quema.

4.- Consideras que para que el automvil avance es necesario acelerar?

S porque necesita de energa.

5.- Si enciendes el automvil y no aceleras que crees que pasa?

Creo que simplemente no avanzara.