sistema de alarma vehícular antirrobo (19)

UNIVERSIDAD AUT ONOMA DE ZACATECAS

SISTEMA DE ALARMA VEHICULAR ANTIRROBO UTILIZANDO

COMO INTERFASE UN CELULAR PORT ATIL

Daniel Apango Cerezo, Jose Espinosa Lumbreras y Luis Perez Castro

Tesis de Licenciatura

presentada a la Unidad Academica de Ingenierıa Electrica

de acuerdo a los requerimientos de la Universidad para obtener el tıtulo de

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTR ONICA

Directores de tesis: M.C. Jose Manuel Cervantes Viramontes y M.C. Ernesto Garcıa Domınguez

UNIDAD ACAD EMICA DE INGENIERIA ELECTRICA

Agosto de 2007

AUTORIZACI ON DE IMPRESI ON DE TESIS DE LICENCIATURA

Daniel Apango Cerezo, Jose Espinosa Lumbreras y Luis Perez Castro

PRESENTES

La Direccion de la Unidad Academica de Ingenierıa Electrica les notifica a ustedes que

la Comision Revisora de su documento de Tesis de Licenciatura, integrada por los profesores

M.C. Jose Manuel Cervantes Viramontes y M.C. Ernesto Garcıa Domınguez, ha concluido la

revision del mismo y ha dado la aprobacion para su respectiva presentacion.

Por lo anterior, se les autoriza a ustedes la impresion definitiva de su documento de Tesis

para la respectiva defensa en el Examen Profesional, a presentarse el Agosto de 2007

Atentamente

Zacatecas, Zac., 15 de agosto de 2007

Ing. Jose A. Alvarez Perez

Director de la Unidad Academica de Ingenierıa Electrica

APROBACI ON DE EXAMEN PROFESIONAL

Se aprueba por unamimidad el Examen Profesional de Daniel Apango Cerezo, Jose Es-

pinosa Lumbreras y Luis Perez Castro presentado el Agosto de 2007 para obtener el tıtulo

de:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTR ONICA

Jurado:

Presidente: M.C. Jose Manuel Cervantes Viramontes

Primer vocal: M.C. Ernesto Garcıa Domınguez

Segundo vocal: M.C. Andres Ramırez Rodrıguez

Tercer vocal: Ing. Alejandro Chacon Ruiz

Cuarto vocal: Ing. Salvador Ibarra Delgado

RESUMEN

Este proyecto de tesis tiene la finalidad de desarrollar un prototipo de alarma vehicular contro-

lada por un telefono celular. Al existir un intento de robo como el caso de abrir una puerta,

romper un cristal o mover el vehıculo se envıa un mensaje de prevencion al propietario. Se

llama SALVAR (Sistema de Alarma Vehicular Antirobo) y se divide en 4 apartados o capıtulos

descritos en la presente obra.

En el primer Capıtulo se da una explicacion que orienta al lector a interesarse por el proyecto,

el porque es importante usar estos sistemas de seguridad, que tan confiables son, ası como un

poco de antecedentes de los sistemas antirobo que ya existen, el planteamiento del problema,

los objetivos y la justificacion del proyecto. Al final se habla del diseno de circuitos electronicos

para despertar en el alumno el interes de crear.

En el Capıtulo 2 tambien nombrado SOAL (Sensado del Automovil) se describe la primer

parte del proyecto prototipo, donde se revisan los cuatro sensores del sistema: presencia,

movimiento, cristal y puerta. En cada uno de ellos se muestra el diagrama en bloques con

la descripcion de su funcionamiento, los calculos y el circuito de diseno, al final se hayan

los resultados obtenidos con el archivo fotografico de la circuiterıa y una tabla que enfoca las

caracterısticas mas representativas de cada sensor.

Dentro del Capıtulo 3 llamado Activacion Autonoma del Celular por Robo (AACR), es donde

se explica la interface que tiene el celular con el PCEL que es la programacion del PIC que lo

controla. Se describe el diagrama en bloques, esquematico y funcionamiento. Tambien algo de

informacion de los modulos internos de un telefono celular.

En el Capıtulo 4 de cierre de proyecto denominado Modulo de Suministro de Energıa (MSE)

se presenta la proteccion a los circuitos electronicos que entregan la energıa necesaria para el

buen funcionamiento del equipo. Se detalla el cargador de baterıa del celular en bloques, su

iv

diseno y calculos, un poco de mantenimiento correctivo y preventivo de circuitos ası como el

modulo de proteccion del automovil.

El sistema prototipo SALVAR, puede ser implementado y utilizable para mas proyectos, in-

cluso tiene la opcion de ser comercializable. Se hace la estimacion del costo final en las con-

clusiones.

En el apendice A se encontraran las tablas de consulta, en el apendice B las hojas de datos de

los circuitos utilizados en el sistema, donde muestran las caracterısticas de los componentes.

v

A mis queridos padres y a los Simones.

-Jose Espinosa Lumbreras

Cuando me decidı a escribir la dedicatoria, me di cuenta que era muy complicado el incluir a

todas las personas que me acompanaron en mi recorrido profesional, porque cada una de ellas

me brindo su granito de arena para lograr uno de los objetivos mas importantes que es mi

superacion, va por ustedes, ası como Dios me otorgo el regalo mas venerable y precioso que

es estar vivo, la institucion me obsequio sus aulas, su entorno y sus libros, su ensenanza,

dandome una oportunidad creyendo en mi como profesionista, porque ahora me inicio en mı

proyecto de vida, comprometiendome aun mas conmigo mismo, con mi familia y con la

sociedad.

La obra es del esfuerzo y dedicacion de mis companeros de tesis, por el respeto con que la

hemos vivido, y la fortaleza que nos ha dado como estudiantes.

-Daniel Apango Cerezo

vi

Este proyecto de tesis es totalmente dedicado a toda mi familia y las personas que siempre

estuvieron a mi lado porque en realidad para poder crear o construir algo necesitas de los

demas ası como ellos necesitan de ti, es por ello que esta dedicatoria es para todos, en especial

a mi padre y a mi madre que nunca dejaron de confiar en mi y siempre estuvieron conmigo sin

recibir cambio alguno, a mi hermana por decirme siempre que me veıa: Como estas

hermanito?¡yo le rezo a Diosito para que te vaya bien en tu escuela!.

A mi querida esposa y mi bebe que a diario me dan fuerzas y apoyo total para salir adelante, y

no me podıan faltar mis abuelitos, tıos, tıas y primos, que nunca terminaron de apoyarme, ası

como a mis companeros de tesis que con las grandes indiferencias, dificultades y problemas

logramos dar fin a nuestro objetivo.

A todos los profesores que me tuvieron en sus listas: Ernesto, Cervantes, Chacon, Campitos y

demas, con los que logre llevar una convivencia agradable.

A Dios y a la Virgen de Guadalupe a quienes tengo fe y esperanza, gracias a ellos gozo del

animo y ganas de seguir.

Dedico con mucho afecto mi tesis a todos.

-Luis Perez Castro

vii

Agradecimientos

Jose Espinosa

Gracias, Dios.

Daniel Apango

Habıa silencio, el cuarto triste, el aire frıo, y el destino no sabıa que hacer, mi madre

Soledad vino a decirme que ahora si podıa descansar.

A la memoria de la Maestra Elena, en el profundo suspiro de Alejandro Valencia, en la

rectitud y fortaleza de Hilda, en el caracter imponente y determinante de mi padre, en el amor

y humildad de mi hermana Nazareth y Daniela, a la confianza eımpetu de mis amigos Ernesto

y Rikardo, en la hermandad y humildad de Carlos y Omar, en las palabras de amor de los

padres de Beto, en la paciencia y confianza de mi padre, en mi familia de Guadalajara, en la de

Puebla.

Pero en especial a Soledad mi mama, que me acompano hasta el final. Gracias

Luis Perez

Agradezco a las personas que me trajeron al mundo, por demostrarme que en la vida hay

que luchar por algo, aun sin posibilidades de poder tener lo que yo querıa me comprobaron

que todo se puede, gracias a ellos tengo valores y soy digno de tener una gran familia, gracias

papas.

viii

A todos mis seres queridos por el gran apoyo que me brindaron desde el inicio de mis

estudios, a mis abuelos que nunca dejaron de confiar en mı y siempre estuvieron alentandome.

A mis tıas que sin sus reganos, en este momento no estarıa terminando mi gran objetivo, a

mis tıos que sin el regalo de sus experiencias, no tendrıa esos maravillosos consejos que tanta

falta me hicieron en cada periodo de mı vida, a todos mis primos con los que convivı grandes

pasajes que no dejaron de apoyarme en la escuela, me dieron sus advertencias para ser mejor,

su hombro, sus ideas, a ellos les agradezco todo.

Y por ultimo doy gracias a las tres personas que mas me hacen batallar pero que me han

dado fuerza y coraje para sobresalir de nunca dar marcha atras, ya que el amor que transmiten

hace que afronte cada batalla sinanimo de derrota y me fortalecen cada dıa mas.

A ti Dayana; mi hija, Karen; mi hermana y mi esposa Cinthya, las amo.

ix

Contenido General

Pag.

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .iii

Lista de figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xi

Lista de tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xiii

Nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xiv

1 Introducci on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Al auto hay que dejarlo solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.2 Estadısticas de Robo de Autos en Mexico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2.1 Robaron mas de 47 mil automoviles en el paıs en 2007 . . . . . . . . . 41.3 Sistemas de Seguridad Antirrobo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1.3.1 OCRA (Oficina Coordinadora de Riesgos Asegurados) . . . . . . . . .51.3.2 Alarmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.3.3 Sistemas de Localizacion Satelital o por Radiofrecuencia Digital . . . .61.3.4 Invento de Hipolito Santos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4 Auto: ¡SALVAME! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5 Manejando hacia el Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81.6 SALVAR, justifıcate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101.7 ¡Disena!, si puedes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2 Sensado del Automovil (SOAL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1 Apoyo para el Capıtulo de SOAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132.2 El comienzo de SALVAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142.3 Ubicacion de los Sensores en el Automovil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.4 El Sensor de Movimiento del Vehıculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5 El Sensor de Presencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172.6 El Sensor de Cristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212.7 El Sensor en la Puerta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232.8 Conclusiones y Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

x

Pag.

3 Activacion Autonoma del Celular por Robo (AACR) . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.1 Apoyo para el Capıtulo en AACR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303.2 Algo de Sistema Celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

3.2.1 Funcionamiento del Telefono Celular . . . . . . . . . . . . . . . . . .313.2.2 Modulo de RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313.2.3 Modulo de AF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333.2.4 Modulo logico de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

3.3 ¿Por que utilizar un Celular? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353.4 Descripcion del circuito del celular y PCEL (Programacion del celular) . . . . 363.5 Conclusiones y Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .373.6 Las teclas manipuladas por el PIC16F84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

4 Medidas de Proteccion a los Circuitos y Modulo de Suministro de Energıa (MSE) 43

4.1 Apoyo para el Capıtulo de MSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .434.2 Medidas de proteccion a los circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .444.3 Modulo de proteccion del automovil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.4 Cargador de Baterıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .464.5 Conclusiones y Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

Apendices

Apendice A: Tablas de consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57Apendice B: Hojas de datos de los circuitos integrados utilizados . . . . . . . . .59

Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69

xi

Lista de figuras

Figura Pag.

1.1 SALVAR (Sistema de Alarma Vehicular Antirrobo) en bloques. . . . . . . . . . .3

2.1 Diseno en Bloques del Sensor de Movimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

2.2 Fotografıa del solenoide utilizado en la practica al movimiento del vehıculo. . . . . 16

2.3 Diagrama Esquematico del Sensor de Movimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . .17

2.4 Diseno en Bloques del Sensor de Presencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

2.5 Temporizador 555 utilizado para el sensor de presencia y cristal. . . . . . . . . . .19

2.6 Circuito Electronico del Sensor de Presencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

2.7 Diseno en Bloques del Sensor de Cristal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

2.8 Circuito Electronico del Sensor de Cristal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

2.9 Diagrama en Bloques del Sensor de Puerta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

2.10 Fotografıa del magnetico utilizado para el prototipo que se activa al abrir una puerta.24

2.11 Esquematico del sensor de presencia y cristal, pasado a Layout listo para imprimir.25

2.12 Placa impresa para el sensor de cristal y presencia con su interfase a PCEL (Pro-gramacion del Celular) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

2.13 Sensores en prueba, montados en el protoborad . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

2.14 Placa de los sensores vista desde abajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

2.15 Diagrama creado en Orcad con el Generador de Pulsos, Sensor de Presencia ySensor de Cristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

3.1 El simulador SIMUPIC’84. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

xii

Figura Pag.

3.2 Modulo de Radio, Modulo de Audio y Modulo Logico de Control . . . . . . . . . 32

3.3 Modulo de RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

3.4 Modulo de AF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

3.5 Modulo logico de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

3.6 Diseno en bloques del celular que transmite el mensaje y recibe el propietario. . .36

3.7 El celular se controla pasando por la interfase de los interruptores y hace la conexiondando una tierra comun para poder manipularlos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

3.8 Figura de PCEL en el protoboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

3.9 Placa impresa de PCEL (Programacion del Celular) . . . . . . . . . . . . . . . . .39

3.10 Placa impresa de PCEL vista desde abajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

3.11 Se muestra la interfase del celular con la placa de PCEL. . . . . . . . . . . . . . .40

4.1 El aumento repentino de corriente debe protegerse con un fusible. . . . . . . . . .46

4.2 Cargador de Baterıa en Bloques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

4.3 Circuito Cargador de Baterıa que muestra los valores de resistencia. . . . . . . . .50

4.4 Detector inversor de nivel de voltaje con histeresis. . . . . . . . . . . . . . . . . .50

4.5 Circuito cargador probado en protoborad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

4.6 Diagrama creado en Layout listo para imprimir. Se hizo la tecnica de planchado. .52

xiii

Lista de tablas

Tabla Pag.

1.1 Esquema de SALVAR(Sistema de Alarma Antirobo utilizando como Interface unCelular Portatil) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1 Comportamiento del Inversor en la salida del sensor de cristales. Es un transistoren configuracion de senal invertida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

2.2 Caracterısticas de los Sensores del Vehıculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3 Estimacion de costos para los modulos de SOAL . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

3.1 Manejo de las teclas del celular Motorola C115 (Para su control automatico) en12 pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

3.2 Estimacion de costo de AACR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

4.1 Estimacion de costo para MSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

4.2 Estimacion de costos para los Modulos del Proyecto SALVAR . . . . . . . . . . .54

A.1 Unidades electricas en SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

A.2 Prefijos en SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58

xiv

Nomenclatura

SALV AR Sistema de Alarma Vehicular Antirobo.

SOAL Sensado del Automovil.

MSE Modulo de Suministro de Energıa.

AACR Activacion Autonoma del Celular por Robo.

PCEL Programacion de Celular.

OCRA Oficina Coordinadora de Riesgos Asegurados.

CC Corriente Continua.

OMCT Oficina Movil de Conmutacion Telefonica.

AF Audiofrecuencia.

RF Radiofrecuencia.

FI Frecuencia Intermedia.

DTMF Tonos Duales en Frecuencias Multiples.

CI Circuito Integrado.

CPU Modulo Logico de Control.

MAN Modulo de Asignacion de Numero.

xv

GPS Sistema de Posicionamiento Global.

SI Sistema Internacional.

V Voltaje.

Ω Resistencia electrica.

Capıtulo 1

Introducci on

La M aquina del Tiempo

Domingo a medio dıa. Estas buscando estacionamiento en el supermercado y alcanzas a

percibir un lugar vacıo cerca de la parada de los autobuses. Apagas tu carro y tranquilamente

bajas deeste, cerciorandote que todos los seguros esten abajo, te dispones a entrar a la tienda,

guardas tus llaves y entras a la estructura metalica recubierta por una marca de super conocida.

Al llegar al pasillo de lacteos comienzas a ver la lista que necesitas comprar, pero el tiempo

pasa tranquilamente hasta que te encuentras recogiendo las bolsas y verificas una y otra vez

que vaya todo completo con tu ticket. Suspiras brevemente para comenzar a caminar hacia el

letrero casi imperceptible que dice salida y una vez afuera, haces el primer movimiento en la

busqueda de tu vehıculo; volteas a ver la cola de pato tan atractiva que distingue a tu carro entre

los demas, pero no se encuentra donde lo habıas estacionado; cambias por otro lado, pero no,

allı no lo habıas dejado ¿o sı?. Sigues mas adelante y tampoco, atras menos, con suerte y esta

enseguida. . . no, no, la cosa es que ya lo repasaste una y otra vez en todo el estacionamiento y

nada. Estas desesperado, le preguntaste a todos y nadie te da una respuesta concreta: no saben

o no quieren meterse en problemas.

Entonces tienes que darte a la tarea de tranquilizarte y formarte una idea triste y vaga de

lo que te esta sucediendo. No lo puedes creer, todas las ideas de tu mente te empiezan a

atormentar, y tal vez inutilmente llores.

Para esto ya estamos muy tristes tu y yo por todo el cuadro dramatico, y porque te he

desesperado, se te dara otra oportunidad, disponiendo a encender la maquina electronica del

2

tiempo, vamos a comenzar otra vez apretando el boton hasta el pasillo de lacteos, cuando te

dispones a sacar la lista del mandado, tu celular comienza a vibrar, de tal forma que no sabes

que es mas importante, si la lista o el celular, pero por autoridad y humanismo le das prioridad

a la segunda opcion, inmediatamente lo revisas, todavıa te tardas unos cuantos segundos para

apretar dos teclas y desbloquearlo, donde un mensaje de prevencion te dice: ”Robo, sensor

activo: puertas”, ”sorpresa”, tomas otras medidas de emergencia y hablas desde tu celular al

servicio de seguridad publica o a la policıa, 5242 5004 para la ciudad de Mexicoo 060 para el

interior de la republica, si tienes las posibilidades como es el caso, sales inmediatamente con

tres uniformados, y cambiando tu destino, el ladron es el que ahora no lo puede creer.

Moraleja

Al desarrollar este tipo de sistema se puede disminuir el excesivo robo de autos, y quitar

grandes sustos que atormentan a nuestra sociedad.

1.1 Al auto hay que dejarlo solo

¿Que es lo que sucede en el vehıculo al entrar al supermercado?

Cuando el automovil estaba inactivo se enciende un sistema de monitoreo de circuitos

electronicos ocultos en el mismo. Los cuales son: sensor de movimiento, de cristal, de presen-

cia y de puerta. Y en el momento en que cualquiera de estos se active, se mandara un codigo en

telefonıa celular filtrado en un mensaje que proporcionara el sistema del automovil y avisara al

propietario. En la figura 1.1 se describe un diagrama de bloques que es la base para el desarro-

llo del sistema SALVAR (Sistema de Alarma Vehicular Antirobo).

3

Figura 1.1 SALVAR (Sistema de Alarma Vehicular Antirrobo) en bloques.

1.2 Estadısticas de Robo de Autos en Mexico

En el paıs existe un granındice de robo de autos, es por ello que se investigo sobre este tema

para tener mas en cuenta los sistemas de seguridad de automoviles. Actualmente se habla de

que los sistemas antirrobo pueden ser eficientes en la mayorıa de los casos al intentar localizar

la unidad. La recuperacion de un vehıculo puede ser eficiente, dependiendo el dispositivo con

el que se cuente.

Aquı se presenta una lista otorgada por el Instituto Ciudadano de Estudios sobre la Inse-

guridad [1], la cual muestra estadısticas importantes sobre el robo de autos en Mexico:

- El 83% de la poblacion del Distrito Federal no se siente segura.

- En el D.F. y en el Estado de Mexico se realizan el 71% de los robos de autos.

- En estas dos entidades se efectuaron el 58% de los secuestros en el 2006.

- Mexico ocupa el segundo lugar en secuestros, tercer lugar en robo con violencia, octavo

lugar en robo de vehıculos.

- Se pronostica que para el ano 2010 al menos 10% del parque vehicular sera objeto de

robo y asalto cada ano, un crecimiento explosivo de asaltos bancarios, a empresas y transporte

de valores.

4

- De acuerdo a la AMIS (Asociacion Mexicana de Instituciones de Seguros), el robo de

autos con violencia se ha incrementado.

- El 60% de los robos de autos ocurrieron el en D.F. y en Estado de Mexico en el 2004.

- En el D.F. se roban alrededor de 144 automoviles al dıa.

- Mas del 50% de los robos de autos en elarea metropolitana de la Cd. de Mexico son con

exceso de violencia.

En el D.F. ocurre un robo de auto cada 10 minutos mientras que a nivel nacional el prome-

dio es de cada seis minutos; es por ello que los sistemas de seguridad estan a la orden del dıa.

Existen varios y entre ellos, se tienen los sistemas de radiofrecuencia que permiten localizar

el vehıculo en menos de una hora, tiempo suficiente para evitar el desmantelamiento, incluso

debajo de puentes o estacionamientos que contienen varios niveles.

1.2.1 Robaron mas de 47 mil automoviles en el paıs en 2007

El Distrito Federal ocupa el primer lugar en todo el paıs en altosındices de robo a vehıculos.

El crimen organizado en esta industria ilıcita tiene ganancias millonarias, muchas veces muy

por encima de los presupuestos de las procuradurıas en Mexico.

Tambien los estados de Morelos, Jalisco y Baja California sufren ese flagelo, y a nivel

nacional las bandas dedicadas al robo de vehıculos logran recaudar mas de 10 mil millones de

pesos. Tan solo en la capital del paıs es de mil millones al ano. El ano pasado fueron robados

mas de 47 mil automoviles, por lo que es urgente la creacion de un Registro Publico Vehicular,

senalo el diputado Francisco Santos Arreola, integrante de la Comision de Seguridad Publica

de la Camara baja.

En entrevista en San Lazaro, el legislador perredista lamento que a pesar de que Mexico es

el primer paıs en el mundo en materia de robos con violencia de automoviles, ”no se hace nada

desde el Ejecutivo federal ni desde el Congreso para frenar esta situacion”.

Expuso que de acuerdo a cifras de la Confederacion Patronal de la Republica Mexicana

(Coparmex) y de la Asociacion Mexicana de Instituciones de Seguros (AMIS), en la nacion se

roban al dıa 144 autos en promedio y la cifra de 2006 rebaso las 47 mil unidades. ”Hay una

5

industria del robo de automoviles en Mexico, con sicarios cada vez mas violentos que acribillan

a automovilistas con tal de conseguir el modelo que se les pide”, advirtio. El legislador del

Partido de la Revolucion Democratica (PRD) abundo que tan solo en el Distrito Federal se

robaron el ano pasado mas de 12 mil automoviles, la gran mayorıa en asaltos a mano armada.

”Es urgente establecer nuevamente un Registro Publico de Automoviles, sin costo en la

inscripcion, que establezca un padron confiable, donde se detecten los autos robados de forma

inmediata y que incluso investigue a los deshuesaderos y talleres de refacciones usadas”, con-

sidero.

”Hay mafias que exportan vehıculos robados a Europa o Centroamerica, hay bandas dedi-

cadas a un modelo en especial, hay una gran corrupcion de policıas y agentes del Ministerio

Publico con este negocio y nadie hace nada”, expreso.

El legislador por el estado de Mexico dijo que una de las vertientes del narcotrafico, del

lavado de dinero y de los secuestradores esta en el robo de autos, por lo que todo programa

contra la inseguridad debe atacar este delito [2].

1.3 Sistemas de Seguridad Antirrobo

Sistemas que brindan seguridad y proteccion vehicular ante los delincuentes que se dedican

al robo de autos.

1.3.1 OCRA (Oficina Coordinadora de Riesgos Asegurados)

Existe una organizacion que se dedica a la deteccion de autos robados llamada Oficina

Coordinadora de Riesgos Asegurados (OCRA) la cual ataca con tecnologıa y con sistemas de

informacion e investiga el paradero de vehıculos robados.

OCRA tiene una solucion basada en sistemas informaticos. Primero, toman el numero de

placas, de serie, de motor y de chasis; luego, mediante el cruce de informacion es posible saber

cuando un vehıculo, con ciertas caracterısticas, cruza la frontera.

6

OCRA tiene un convenio con varias procuradurıas estatales, mediante el cual el personal

de OCRA ingresa a los corralones y tiene acceso al sistema informatico OCRA Virtual, un

sistema que ayuda a la identificacion de carros robados, con el fin de que la Policıa Judicial los

resguarde [3].

Una vez localizados los vehıculos en los corralones, los peritajes que OCRA hace son veri-

ficados por el Ministerio Publico, quien los toma como propios y les da pleno valor probatorio.

Luego de la localizacion de los vehıculos y una vez identificados, OCRA informa a sus ase-

guradoras asociadas, para que recuperen los vehıculos con los documentos que acreditan la

propiedad.

1.3.2 Alarmas

Una medida que, aunque mas antigua, sigue dando la sensacion de proteccion a los con-

ductores son las alarmas antirrobo. Las hay automaticas, las que se activan a control remoto,

desde el simple roce, hasta las que inmovilizan el auto completamente. El precio va de mil 500

hasta 5 mil pesos.

1.3.3 Sistemas de Localizacion Satelital o por Radiofrecuencia Digital

Entre las medidas mas avanzadas se cuentan los sistemas de localizacion satelital o por

radiofrecuencia digital, que ofrecen empresas transnacionales conexito en Estados Unidos y

Europa. Uno de los que mas aceptacion ha tenido en el D.F. es el LoJack, un dispositivo de

rastreo por radiofrecuencia que permite localizar autos robados en 90 minutos en promedio y

con una efectividad de 95%.

1.3.4 Invento de Hipolito Santos

Hipolito Santos tiene una refaccionaria en la Ciudad de Mexico, pero despues de haber sido

vıctima de un asalto se dio a la tarea de crear un sistema antirobo.

7

Basta activar tres segundos el sistema y en el momento en que uno oprima el pedal del

freno, se queda totalmente frenado.

Su costo aproximado es de tres mil 500 pesos. Es un boton y puede colocarse en muy

diversas partes para evitar que los asaltantes lo detecten.

”Va directamente con la bomba que bloquea todo el sistema de frenos, las cuatro llantas se

inmovilizan, con tres anos de garantıa de prueba en la ciudad y carretera, es completamente

seguro”, senalo el inventor.

Funciona tambien con control remoto o estando el vehıculo parado: ”Estando estacionado

afuera de casa, afuera de un centro comercial, y en ningun momento se lo pueden llevar”,

explico [4].

1.4 Auto: ¡SALVAME!

Uno de tantos problemas que existen en todo el paıs como ya se vio, en especial en la ciudad

de Mexico es el robo de autos, aunque se instale una alarma con tal potencia que lastime el oıdo

de cualquier persona, no es suficiente para detener a un ladron, o simplemente salvar a nuestro

automovil.

Es necesario pensar en otras medidas de seguridad que tomen ciertas decisiones y hagan

una comunicacion entre el automovil y el usuario, el cual tenga cierta confianza al dejar solo

su vehıculo. Ası, al tratar de efectuarse un robo uno puede jugar un papel importante, y defen-

derlo. No solo ser un espectador o vıctima del delito, ya que SALVAR informa de una forma

rapida.

Puede existir el caso cuando la unidad es robada a mano armada, traer un localizador oculto

que rastree su posicion vıa satelite en tiempo real, determine las coordenadasunicas para ubi-

carlo, y sirva como espıa en el vehıculo. GPS es su nombre y puede implementarse en el

sistema, aunque no se trata sobre este dispositivo, es una opcion a futuro para encontrarlo e

irrumpir con el descontrolado robo de autos en nuestro paıs.

8

1.5 Manejando hacia el Objetivo

Este trabajo tiene la finalidad de ejecutar un proyecto que pueda beneficiar a la sociedad,

presentando una alarma antirobo controlada por un telefono celular el cual puede enviar un

mensaje de informacion y la velocidad de resguardo sea mas veloz.Con ello cancelar el exce-

sivo robo de autos al paıs que ocupa el octavo lugar en el mundo, aunque se sabe que estos

sistemas los hay en otros paıses, en el nuestro hace falta el desarrollo de ellos en manufactura

mexicana y con precios accesibles a los posibles consumidores.

Dicen que la union hace la fuerza, y se debio estar convencido que el ensamblado del

sistema funcionarıa de una maneraoptima, eficiente al enviar los mensajes, facil, sencillo y no

costoso.

SALVAR contiene varios modulos que transmiten y reciben senales, hay proteccion y carga

de circuitos, programacion en el PIC16F84, manipulacion de celular y diseno. Todo esto enfoca

un fin preciso para que funcionen correctamente entre ellos.

Los diagramas plasmados en los capıtulos posteriores y que constituyen la base de los

disenos, han sido modificados dıa con dıa para obtener ciertas mejoras, en tanto que pueden

estar expuestos a varios cambios con el afan de una mayor eficiencia.

Cabe senalar que son creados por los autores. Cada uno de los modulos de SALVAR

tienen una autonomıa propia dependiendo del diseno, si es manufacturada o definida debe ser

respetada, ejemplo de ello es el Celular, dispositivo que se manipula para enviar los mensajes,

o el GPS que en su caso al continuar con la investigacion futura solo brindarıa la informacion

necesaria para localizar el vehıculo.

El esquema electronico del objetivo planteado, esta estructurado por un conjunto de disenos

los cuales dan vida a SALVAR, nombre que se asigno al sistema. En la tabla 1.1 se describe

muy brevemente el presente trabajo de tesis con su orden de capıtulo, caracterısticas, etapas

esquematicas y abreviatura. Se creyo que esta tabla es importante para visualizar los esquemas

con los que se trabajara.

9

Tabla 1.1 Esquema de SALVAR(Sistema de Alarma Antirobo utilizando como Interface un CelularPortatil)

Eta

paA

brev

iatu

raC

arac

terı

stic

asC

apıtu

lo

Sen

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SO

AL

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2

Act

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4

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eA

Tabl

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Hoj

asde

Dat

osde

los

C.I.

10

1.6 SALVAR, justif ıcate

El diseno electronico en nuestro paıs no esta bien sustentado y las companıas mas grandes

del mundo no permiten que se desarrolle fuera de sus fronteras la invencion electronica para

otorgarnos la oportunidad de ser parte de sus proyectos.

Sabemos que en Mexico la electronica apenas inicia, si se compara con Japon nos falta

una eternidad para alcanzar el desarrollo de dispositivos, patentes y demas, y en especial que

nuestro gobierno tenga hambre de robar el mercado internacional desarrollando electronica e

invirtiendo una buena cantidad de dinero en tecnologıa, escuelas e investigacion en esta rama.

Lamentablemente como sabemos que esto no va a suceder, queremos brindar a nuestra

sociedad un bienestar y comenzar a producir para el paıs, creemos que el sistema puede bene-

ficiar a miles de familias que con bastante sacrificio logran comprar un vehıculo, no es justo

que gente que no le cuesta y no hizo meritos para obtener un carro, lo robe sin importarle nada.

Aparte de que podremos ser los impulsores para las nuevas generaciones de electronicos que

tengan hambre de disenar cualquier cosa que se les venga en gana, pensamos que nuestro paıs

tiene un futuro increıble, y creemos fielmente en el esfuerzo de cada mexicano para crecer en

tecnologıa, y en todo lo que se proponga.

Como estudiantes de la carrera de Ingenierıa en Comunicaciones y Electronica y habiendo

adquirido los conocimientos basicos para desempenar un papel profesional, nos hemos dado

tarea de desarrollar un sistema que beneficie a la seguridad vial, otorgando el servicio de pro-

teccion autonoma a un automovil, y previniendo la decadencia moral en una perdida material

tan costosa, tener oportunidad de recuperar la unidad. A parte que el esquema del sistema da

el paso al diseno electronico en nuestra entidad, puede incitar a las nuevas generaciones de

electronicos a que desamarren los hilos que los tienen atados en el diseno electronico, no solo

se debe ensamblar, como ha sido siempre, esa paradoja debe ser eliminada, si podemos hacerlo,

debemos de crear.

Queremos ser los promotores de nuestro futuro, queremos que la tecnologıa que desarrollan

los paıses industrializados y que por sus necesidades de desarrollo los hace ser competitivos,

tambien sea parte de nuestra historia. En la cultura propia del estudiante electronico actual

11

se copian disenos, se bajan de paginas web y no hay un mınimo esfuerzo para pensarlos. No

queremos eso, queremos inventarlos, construirlos, implementarlos y sobre eso que ayuden a

nuestro mundo. El presente nos pertenece a nosotros, y queremos un bienestar digno para los

que vienen, por que el futuro sera de ellos. Entonces nos damos tarea, al comenzar uno de los

retos mas importantes de nuestra vida como estudiantes, activar el sistema de alarma vehicular

por medio de un celular portatil comercial y barato, llamado tambien SALVAR como se dijo

anteriormente, ¡hay que salvar a nuestro automovil!.

1.7 ¡Disena!, si puedes

Este apartado se quiso tratar, para indicar al lector que los disenos creados en la tesis forman

parte de los autores y pueden tener aplicaciones utilizables para otros proyectos, sin un fin de

lucro. Todos los disenos de los circuitos a excepcion de el celular, forman parte de ustedes y

de esta tesis, sin embargo cualquier modificacion para dar una mejora serıa bienvenida.

Ahora se da una breve resena de la creacion de diagramas electronicos con la intencion de

despertar en el alumno el sentido oculto de esta tecnica, partiendo de los siguientes pasos;

1. Razonamiento del problema a resolver:

Aquı se tiene que pensar y tener en mente exactamente lo que se quiere hacer, e inclusive

realizar un diagrama de flujo o pseudocodigo para aclarar dudas o divagaciones de la

mente.

2. Cuales circuitos se pueden utilizar:

Se debe tener en claro el funcionamiento de la circuiterıa y sea el caso experiencia de

ella, la cual tambien se va desarrollando con la invencion de proyectos. Las hojas de

datos ayudaran a conocer el componente.

3. Mejora del mismo:

Se realizan pruebas constantes para ver como funciona el sistema, se pone en practica el

arreglo de los circuitos, se piensa detenidamente en como se van a comportar y se trabaja

para que funcionen como el sistema lo requiere.

12

4. Pruebas posteriores:

Se debe estudiar, y estar sobreel, hasta que funcione de una maneraoptima, ser repetitivo

en las pruebas dando un periodo de revision de una a dos semanas en protoboard. Aquı

se debe tener mucha paciencia y no caer en la desesperacion.

5. Plasmar diagrama en una hoja y realizar los calculos previos:

Una vez que el sistema este funcionando bien se puede guardar en una hoja el diagrama

obtenido y realizar los calculos que llevaron a el correcto funcionamiento del mismo.

6. Continuar con las mejoras:

Seguir trabajando con el diseno para mejorarlo, actualizarlo y tal vez hacerlo mas com-

pacto.

Capıtulo 2

Sensado del Automovil (SOAL)

En este capıtulo se muestra la ubicacion de los sensores dentro del automovil, explicacion

de cada uno de ellos, ası como sus diagramas, funcionamiento dentro del sistema, quien los

controla y materiales.

2.1 Apoyo para el Capıtulo de SOAL

FOTODIODO. Es un semiconductor construido con una union PN, sensible a la incidencia

de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente,

con lo que se producira una cierta circulacion de corriente cuando sea excitado por la luz.

Debido a su construccion, los fotodiodos se comportan como celulas fotovoltaicas, es decir,

en ausencia de luz exterior generan una tension muy pequena con el positivo en elanodo y el

negativo en el catodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente

de oscuridad.

El material empleado en la composicion de un fotodiodo es un factor crıtico para definir

sus propiedades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda

de hasta lµ m); germanio para luz infrarroja (longitud de onda hasta aprox. l,8µ m ); o de

cualquier otro material semiconductor.

FOTOTRANSISTOR. Es un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos.

La luz incide sobre la region de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva

el transistor al estado de conduccion. El fototransistor es mas sensible que el fotodiodo por el

14

efecto de ganancia propio del transistor.

INFRARROJO. Este tipo de transductor trabaja con un emisor y detector de rayos infra-

rrojos. Al aproximarse un objeto reflector de rayos infrarrojos la luz del transmisor es reflejada

por el objeto cercano, el detector recibe los rayos infrarrojos y activa la salida de deteccion. El

sistema de deteccion tıpico esta formado por un transmisor de rayos infrarrojos, una etapa de

control, un receptor de rayos infrarrojos y un circuito de salida.[8]

Por lo general el transmisor esta conectado a una etapa de control que decide la activacion

de transmision e inclusive puede generar pulsos de frecuencia constante que hacen la deteccion

del sensor mas robusta. El receptor de rayos infrarrojos suele ser un fototransistor o un foto-

diodo. El circuito de salida utiliza la senal del receptor para amplificarla y adaptarla a una

salida que el sistema pueda entender.

2.2 El comienzo de SALVAR

Se investigo con una persona de la constructora Disena y Amplia S.A. de C.V., que la

maquinaria se extravıa constantemente cuando realizan obra en lugares fuera del estado. Se

pierden camionetas, rotomartillos, generadores electricos y retroexcavadoras, la mayorıa cuando

se dejan en poblados muy lejanos. De noche la vigilancia de estas maquinas es complicada so-

bre todo en comunidades, carreteras en construccion, ranchos, es por ello que varios ladrones

llevan el equipo necesario para subir la maquinaria y llevarsela, tal vez sin tanto problema.

El sistema SALVAR puede sensar no solo un automovil, sino tambien maquinaria es-

pecıfica, y depende mucho la ubicacion de los sensores ya que hay que encontrar un lugar

unico donde se crea que pueden brindar la proteccion y sean seguros, influyendo lo que quiera

hacer el ladron. Si abre una puerta hay deteccion de un sensor magnetico, si rompe un cristal,

mueve el carro o genera movimiento interno activa el sistema.

En las siguientes paginas se muestra el sitio que se creyo seguro para cada sensor, diagrama

en bloques del circuito, diagrama esquematico, descripcion, calculos y explicacion.

15

Al final de este capıtulo, en la tabla 2.2 se muestran las principales caracterısticas de los

sensores que se utilizaron, como se activan, el lugar que sensan y el mensaje que se genera

en el celular del vehıculo, dado que cada uno posee su modo de funcionamiento distinto solo

coinciden en el pulso enviado al PCEL (Programacion del celular) para que se active el sistema.

Tambien se representa la tabla 2.3, donde se puede consultar la lista de materiales, precio

por unidad, cantidad de componentes utilizados y valor especıfico, con el afan de hacer una

estimacion de costo, y dar un presupuesto si se desea desarrollar en un futuro. Aunque se debe

senalar que el precio por unidad de los componentes puede variar de acuerdo al establecimiento

donde se consiguio, ano de compra y calidad.

Entonces en el momento que el propietario del automovil se baja del carro, activa el moni-

toreo de los sensores del sistema.

2.3 Ubicacion de los Sensores en el Automovil

Los cuatro sensores que monitorean al automovil, estan ubicados en lugares estrategicos

para una mayor seguridad, eficiencia y rendimiento. Para el sensor de movimiento se podrıa

colocar en un lugar donde no existan perturbaciones secundarias. Para el sensor en el cristal,

lo masoptimo serıa direccionar los infrarrojos de forma perpendicular al cristal, y que esten

cercanos ael. Para el sensor en la puerta se recomienda que el magnetico se coloque en la

parte superior derecha o inferior derecha de la puerta. Para el sensor de presencia la posicion

del sensor debe direccionase al asiento del conductor.

Un sensor es un dispositivo que detecta, o sensa manifestaciones de fenomenos fısicos,

como la energıa, velocidad, aceleracion, tamano, cantidad, etc. Es un tipo de transductor que

transforma la magnitud que se quiere medir, en otra, que facilita su medida y es el espıa que

monitorea el vehıculo y brinda la seguridad necesaria para el sistema SALVAR.

2.4 El Sensor de Movimiento del Vehıculo

Cuando el sistema SALVAR esta activo, el transductor esta fijo y oculto en una parte del

auto, al haber una aceleracion o movimiento en las llantas del carro, el operacional recibe

16

la senal del solenoide y la amplifica para que PCEL(Programacion del celular) se active y

encienda al telefono celular portatil el cual tarda algunos segundos en enviar el mensaje al

propietario para que este enterado del robo como se muestra en la figura 2.1.

Figura 2.1 Diseno en Bloques del Sensor de Movimiento.

1.- Solenoide: la funcion de este dispositivo que se muestra en la figura 2.2 reside en generar

un voltaje al tener un movimiento el nucleo.

Figura 2.2 Fotografıa del solenoide utilizado en la practica al movimiento del vehıculo.

2.- Bloque de Amplificacion: Al recibir el voltaje en mV de la etapa anterior el amplificador

aumenta la amplitud en Volts, dando un pulso detectable en la salida para que PCEL active el

sensor de movimiento. Se propone una resistencia de 1kΩ paraR1 y paraR2 =∞ ver la figura

2.3.

Para el calculo de la ganancia en la salida del operacional tenemos que;

17

Figura 2.3 Diagrama Esquematico del Sensor de Movimiento.

A0 =R2

R1

=∞

1kΩ= ∞ (2.1)

VSalida = A0Vin (2.2)

Siendo elVSalida = 5 Volts (voltaje de la fuente) debido a la saturacion por la ganancia

infinita.

2.5 El Sensor de Presencia

Este sensor antirrobo, al no detectar presencia humana, estara desactivado, pero en el mo-

mento que rebote con una persona activara el sistema PCEL.

Este dispositivo consta de dos etapas, una de transmision y otra de recepcion. La primera

contiene un generador de pulsos cuadrados (vease C.I. LM555 en el apendice B) y un bloque

de transmision infrarroja, el cual transforma los pulsos en rayos de luz. El generador produce

un tren de pulsos periodicos de igual amplitud, que presenta un ciclo de trabajo de aproximada-

mente 50%[5]. En la parte de recepcion se utiliza un receptor infrarrojo y un filtro para recortar

las frecuencias altas, ası como un amplificador para adaptar la senal en la salida hacia PCEL.

Al aproximarse un objeto reflector de rayos, que en este caso es un individuo, la luz emi-

tida por el transmisor es reflejada y el detector infrarrojo o receptor recibe los rayos de luz,

activando la salida de deteccion. Mientras no exista la obstruccion de senal en 65 cm que es el

alcance del sensor no se activara el sistema, vease el diagrama de bloques de la figura 2.4.

18

Figura 2.4 Diseno en Bloques del Sensor de Presencia.

Se utiliza el circuito integrado 555 [6], como oscilador, para proporcionar un tren o secuen-

cia de pulsos cuadrados. En la salida tiene la forma de onda repetitiva rectangular que oscila

entre sus dos niveles logicos(ver figura 2.5), con los intervalos de tiempo en cada nivel logico

determinados por los valores R y C obtenemos las formulas para cada intervalo;

t1 = 0.693R1C (2.3)

t2 = 0.693(R2 + R1)C (2.4)

T = t1 + t2 (2.5)

F =1

T(2.6)

los valores de resistencia y capacitancia contemplan estos parametros;

R2 ≥ 1kΩ

R2 + R1 ≤ 6.6MΩ

19

Figura 2.5 Temporizador 555 utilizado para el sensor de presencia y cristal.

C ≥ 500pF

Sustituyendo en las ecuaciones 2.5 y 2.6;

t1 = 0.693(56kΩ)1µF = 38.81µs

t2 = 0.693(1kΩ + 56kΩ)1µF = 39.50µs

para calcular el tiempo, o la suma det1 y t2 sustituyendo en 2.7;

T = 38.81µs + 39.50µs = 78.31µs

entonces la frecuencia de oscilacion es;

Frecuencia =1

78.31µs= 12.77kHz

20

para el ciclo de trabajo tenemos que;

CT =t2T∗ 100% (2.7)

sustituyendo;

CT =39.50µs

78.31µs∗ 100% = 50.44%

El transmisor infrarrojo convierte las senales emitidas por el generador de pulsos en luz.

Este tipo de transductor trabaja con un emisor de rayos infrarrojos. Al aproximarse un objeto

reflector de rayos infrarrojos la luz del transmisor es reflejada por el objeto cercano, el detector

recibe los rayos infrarrojos y activa la salida de deteccion.

El receptor infrarrojo es un fotodiodo que recibe los rayos infrarrojos generados por el

transmisor, luz que es convertida en voltaje por medio de un circuito serie.

El filtro pasa-banda: ayuda a limpiar la gamma de frecuencias de luz visible captadas por

el receptor,unicamente dejando pasar el voltaje producido por la luz infrarroja, aunque aun se

siguen filtrando senales que no se requieren.

El amplificador adapta la senal obtenida por el FPB, dando la amplitud requerida para que

el sistema pueda captar el voltaje y se tenga una mayor ganancia. Se eliminan los residuos de

CC (Corriente Continua), y se evitan los problemas al tratar de amplificar la senal de salida

como se aprecia en la figura 2.6.

Figura 2.6 Circuito Electronico del Sensor de Presencia.

6.- Pulso recibido en PCELo senal de salida del sensor de movimiento.

21

2.6 El Sensor de Cristal

Si el sistema esta monitoreando y se bajao rompe un vidrio, el sensor de cristales se activara

proporcionado el pulso que llegara al PIC del celular el cual activara al mismo y enviara un

mensaje de texto al propietario, el mensaje es: ”Robo, sensor activo: cristales” (vease tabla

2.2).

Este dispositivo funciona por medio del rebote de una senal infrarroja. La distancia no es

mayor a 15cm y tiene cercanıa con el cristal. El generador de pulsos utilizado en el sensor de

presencia es el mismo otorgando el mismo rango de frecuencia y ciclo de trabajo en pulsos, en

la figura 2.7 se muestra el diagrama en bloques el cual tiene similitud con el sensor anterior.

Hay que notar que en la salida del bloque comparador se agrega un transistor para cambiar la

senal que se encuentra activa hasta no haber presencia del vidrio.

A diferencia del sensor de presencia, este sensor tiene un inversor en la salida del am-

plificador para mantener desactivada la salida hacia PCEL, y depende de que haya un cristal

para estar inactivo (vease la tabla 2.1 comportamiento del inversor). Si es roto el vidrio de el

vehıculo se manda un pulso para activar a PCEL. El alcance no es de una gran longitud ya que

el sensor de cristal esta cerca deel.

Tabla 2.1 Comportamiento del Inversor en la salida del sensor de cristales. Es un transistor enconfiguracion de senal invertida.

Inversor Rebote con el cristal Carencia de el cristal

Entrada 1 0

Salida 0 1

PCEL recibe el pulso NO SI

El circuito que contiene en elarea de transmision es el mismo generador de pulsos utilizado

para el sensor de presencia, dedicado a generar pulsos cuadrados que se envıan al cristal por

medio de un transmisor infrarrojo para convertir en luz infrarroja, es utilizado por su bajo costo,

sencillo en su utilizacion, no costoso y cubre la primera etapa en el diagrama de bloques.

La luz en pulsos es recibida en el receptor infrarrojo y amplificada para darle amplitud a la

senal. En resumen, mientras exista transmision y recepcion de senal el sistema esperara una

22

Figura 2.7 Diseno en Bloques del Sensor de Cristal.

rotura o inexistencia del cristal para activarse y enviar un pulso activo a PCEL. A continuacion

se describen los bloques del sensor de cristales.

Descripcion del diagrama en bloques del sensor de cristal

1.- Generador de Frecuencia: proporciona la frecuencia en pulsos cuadrados calculada para

12kHz, frecuencia favorable en las pruebas de obtencion de pulso para un buen desempeno.

2.- Transmisor Infrarrojo: convierte las senales emitidas por el generador de pulsos en luz

infrarroja.

23

3.- Receptor Infrarrojo: recibe la luz infrarroja generada por el transmisor y la transforma

en voltaje.

El hecho de transmitir y recibir en infrarrojos tiene la ventaja sobre la transmision de luz

visible de que carece de los riesgos de interferencias indeseables con fuentes luminosas exter-

nas. En comparacion con la transmision ultrasonica, los circuitos correspondientes son mas

sencillos y se estropean menos.

4.- Filtro Pasa-Banda:unicamente deja pasar el voltaje necesario quitando frecuencias altas

de luz infrarroja(ver figura del circuito 2.8).

Figura 2.8 Circuito Electronico del Sensor de Cristal.

5.- Operacional: Es un amplificador que elimina los residuos de CC para no tener problemas

en la senal que se necesita en la salida (vease apendice A, caracterısticas del C.I. LM324).

6.- Inversor: tiene una senal en su salida en estado bajo hasta que hay ausencia del cristal.

7.- Representacion del pulso recibido en PCELo senal de salida del sensor de cristales.

2.7 El Sensor en la Puerta

Al momento de abrir la puerta este dispositivo esta controlado por un magnetico o switch

que al abrirse manda el pulso para que PCEL se active. El sensor de puerta consta de dos etapas

que a continuacion se describen en la figura 2.9:

1.- En este bloque existe un magnetico prototipo que se encuentra en una puerta que al ser

abierta manda un pulso (ver figura 2.10 del magnetico utilizado).

24

Figura 2.9 Diagrama en Bloques del Sensor de Puerta.

Figura 2.10 Fotografıa del magnetico utilizado para el prototipo que se activa al abrir una puerta.

2.- Entrada del sensor de puertas en PCEL.

Al final se presenta una tabla con el costo aproximado del proyecto, para fines futuros en la

manufactura.

2.8 Conclusiones y Resultados

Modulos en placa y protoboard

25

Se presentan los modulos en protoboard y sus impresos, para cerrar el Capıtulo 2. La placa

de los sensores de cristal y presencia, el diagrama creado en Orcad para la tarjeta de Layout y

el prototipo:

Figura 2.11 Esquematico del sensor de presencia y cristal, pasado a Layout listo para imprimir.

Figura 2.12 Placa impresa para el sensor de cristal y presencia con su interfase a PCEL (Programaciondel Celular)

Las contantes pruebas de alcance para el sensor de presencia arrojaban resistencias muy

grandes para tener mayor longitud alcanzando inclusive distancias de 2.5 m, pero la senal no

26

se querıa de tal longitud, ası que se dejo de 50 a 65 cm, por la dimension en lo ancho de la

camioneta.

Para las necesidades del proyecto del cristal al estar cercael, no se ocupo mas de 15 cm, ya

que esperarıa una rotura y la inexistencia.

Al ser introducidos los dos juntos en el operacional, comenzaron a tener problemas por la

saturacion y el ruido interno, pero se fueron eliminando con con filtros.

Figura 2.13 Sensores en prueba, montados en el protoborad

Figura 2.14 Placa de los sensores vista desde abajo.

La lınea donde entran los cables que se dirigen a los infrarrojos de recepcion y transmision

puede sustituirse por otra mas pequena, y esto permitirıa hacer mas reducido el circuito, aunque

cabe la posibilidad de tener conexiones con puentes.

Este diagrama final, muestra el circuito prototipo de los sensores que resguardan el vehıculo.

27

Figura 2.15 Diagrama creado en Orcad con el Generador de Pulsos, Sensor de Presencia y Sensor deCristal

28

Tabla 2.2 Caracterısticas de los Sensores del Vehıculo

Sen

sor

Dis

posi

tivo

¿C

omo

seac

tiva?

Men

saje

Cris

tal

Infr

arro

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acel

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ion

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sens

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tivo:

mov

imie

nto”

29

Tabla 2.3 Estimacion de costos para los modulos de SOAL

Lista de Material Unidad Cantidad P.Unidad Total

Material para el Sensor de Presencia, Cristales, Puertas y Movimiento

Tx Infrarrojo Pz 2 3.5 7.00

Resistores Pz 14 .50 7.00

C.I. LM555 Pz 1 6.0 6.00

Capacitor Electrolıtico Pz 1 0.80 0.80

Base para C.I. de 8 terminales Pz 1 2.00 2.00

Circuito Integrado AOP LM324 Pz 1 6.00 6.00


Diodo Emisor de Luz(LED) Pz 3 2.00 6.00

Capacitor Ceramico Pz 4 1.20 4.80

Rx Infrarrojo Pz 2 3.50 7.00

Transistor 2N2222 Pz 1 20.00 20.00

Jack 10 de terminales Pz 1 30.00 30.00

Magnetico Pz 1 55.00 55.00

Solenoide Pz 1 35.00 35.00

Material Especıfico

Placa para circuito impreso 10x10 Pz 2 10.00 20.00

Acido Ferrico FeCL3 Pz 1 10.00 10.00

Pasta y Soldadura Pz 2 10.00 20.00

Mano de Obra Pz 1 100 100

Cable Pz 3 5.00 15.00

Costo estimado de SOAL Total $ 353,60

Capıtulo 3

Activacion Autonoma del Celular por Robo(AACR)

En este capıtulo se muestra informacion de los modulos internos de un telefono celular.

Por que se utilizo el celular en el sistema, como funciona la interfase que tiene el celular

con PCEL. Las teclas que se manipulan y se describe el diagrama en bloques, esquematico y

funcionamiento.

3.1 Apoyo para el Capıtulo en AACR

Celular Motorola (C115).El costo es de 350 pesos, facil de manipular en las funciones

que realiza, pantalla blanco y negro, de plastico.

El Simulador SIMUPIC’84. Es una herramienta que trata de facilitar la labor del pro-

gramador de PIC. Aunque el programa que se realice sea muy sencillo, se deben trabajar con

varias herramientas; un editor, un ensamblador y un simulador, en este caso el SIMUPIC’84

trata de integrar todas esas herramientas en ununico entorno.

3.2 Algo de Sistema Celular

Poder hablar mientras se viaja siempre ha sido un lujo codiciado para muchos usuarios,

la comunicacion portatil ofrece conveniencia y eficiencia, el sistema celular divide una region

geografica enareas relativamente pequenas (o celdas). Cada celda cuenta con una estacion que

31

Figura 3.1 El simulador SIMUPIC’84.

esta equipada con un sistema de radio de baja potencia y equipo controlado por computadora

para enlazar cada celda con una oficina movil de conmutacion telefonica (OMCT) centralizada.

Los usuarios finales no se comunican directamente con la OMCT sino con su estacion de

celda mas cercana, posteriormente cada estacion de celda se comunica con la OMCT regional.

De esta manera se puede crear una red de muchas estaciones de radio independientes en un

area muy grande.

3.2.1 Funcionamiento del Telefono Celular

Los telefonos celulares pueden descomponerse en tres modulos bien definidos como se

muestra en la figura 3.1, los cuales son: el modulo de radio (RF radio frecuencia), el modulo

de audio (AF audiofrecuencias) y el modulo logico de control (CPU).

3.2.2 Modulo de RF

El modulo de RF tiene a su cargo todas las senales que entran o salen del telefono celu-

lar, como se muestra en la figura 3.2. El circuito receptor de RF filtra y demodula las senales

recibidas. La salida del modulo de RF se aplica al modulo de AF. A diferencia de los radio-

rreceptores tradicionales en los que se usa sintonizacion manual para definir el canal deseado,

el telefono celular usa un circuito sintetizador de frecuencia de precision que puede ajustarse a

cualquiera de los 666 canales celulares asignados.

32

Figura 3.2 Modulo de Radio, Modulo de Audio y Modulo Logico de Control

Figura 3.3 Modulo de RF

El canal seleccionado en un momento dado esta determinado por el modulo logico de con-

trol. Conforme el telefono celular se mueve de una celda a otra, las frecuencias de transmision

y recepcion se cambian tomando en cuenta los canales disponibles de la nueva celda. Las ins-

trucciones que indican que frecuencias cambiar son recibidas como senales de informacion y

son procesados por un modem en el modulo logico de control del telefono celular.

Las senales de voz provienen del modulo de AF y las senales de informacion provenientes

de la unidad logica de control se envıan al circuito transmisor de RF[7] que las coloca sobre

la portadora de RF apropiada, las filtra, las amplifica y las aplica a la antena. La frecuencia

portadora de RF esta determinada por la celda particular en que se encuentre.

33

El circuito sintetizador de frecuencia de canal por lo general consta de un oscilador de base

que trabaja conjuntamente con un sintetizador de frecuencia de recepcion y un oscilador de

frecuencia de transmision.

El sintetizador de frecuencia de recepcion recibe una senal digital de control de modulo

logico de control y produce un voltaje proporcional a la frecuencia deseada. Un oscilador

controlado por voltaje, o Vco, convierte el voltaje proporcional en la senal del oscilador. El

circuito de portadora de transmision es similar. Las senales digitales de control del modulo

logico de control establecen un voltaje que es proporcional a la frecuencia deseada. El voltaje

proporcional excita a un Vco que produce la frecuencia del oscilador.

3.2.3 Modulo de AF

El modulo de AF es responsable de la conversion de las senales de FI (frecuencia inter-

media) provenientes del modulo de RF en senales de voz que se puedan oır en el receptor del

telefono celular, como se muestra en la figura 3.3: Generalmente se incluye un segundo ele-

Figura 3.4 Modulo de AF

mento receptor para producir senales de advertencia, tales como las senales de llamada. Los

tonos de DTMF y la voz provenientes de un microfono se filtran, se mezclan y se aplican al

modulo de RF para ser modulados, junto con las senales de control provenientes de un modem

en el modulo logico de control. Una porcion de la voz transmitida regresa al receptor como

tono local. Las funciones de transmision y recepcion de AF estan bajo control directo del

modulo logico de control.

34

3.2.4 Modulo logico de control

Como puede verse en el diagrama a bloques de la figura 3.4, el modulo logico de control es

base de un telefono celular. El modulo logico de control tiene una estructura similar a la de una

Figura 3.5 Modulo logico de control

computadora personal. La CPU principal controla el telefono celular con base en un conjunto

de instrucciones permanentes (su programa) grabadas en una memoria permanente (ROM).

Se incluye una memoria temporal (RAM) que almacena variables tales como el canal de uso,

el valor seleccionado de potencia del transmisor, etc., ası como los resultados de cualquier

comparacion logica u operacion matematica requeridos cuando el programa del telefono no

este corriendo.

Se usa una memoria borrable (EPROM) para almacenar informacion que es exclusiva de

cada telefono, tal como el numero asignado al telefono celular. A este tipo de memoria indi-

vidualiza algunas veces se le denomina MAN, o modulo de asignacion de numero. La CPU

tiene el control directo de los modulos AF y de RF, ası como el generador de DTMF.

35

Puesto que un telefono celular es una parte activa de la red celular, debe estar en contacto

constante con la red. Ademas de las senales de voz y de DTMF, el telefono celular debe

transmitir y recibir informacion de la estacion de celda en uso. Un CI de modem se usa para

anadir informacion a la senal transmitida e interpretar lasordenes e informacion provenientes

de la red celular.

La CPU tambien se hace cargo del funcionamiento del CI del controlador celular. El con-

trolador celular generalmente es un ASIC sofisticado que es responsable de interconexion con

el sistema de presentacion visual y de teclado del telefono celular. El controlador celular rea-

liza los ajustes de los sintetizadores de frecuencia de transmision y recepcion en el modulo de

RF.

3.3 ¿Por que utilizar un Celular?

Las tecnologıas inalambricas han tenido mucho auge y desarrollo en estosultimos anos. Y

entre ellas la que ha tenido un crecimiento importante ha sido la telefonıa celular.

Desde sus inicios a finales de los 70 han revolucionado enormemente las actividades que se

realizan diariamente. Los telefonos celulares se han convertido en una herramienta primordial

para la gente comun y de negocios; las hace sentir mas seguras y las hace mas productivas.

A pesar de que la telefonıa celular fue concebida estrictamente para la voz, la tecnologıa

celular de hoy es capaz de brindar otro tipo de servicios, como datos, audio y video con algunas

limitaciones.

El telefono celular es una herramienta con la que pueden enviar mensajes instantaneos.

Casi todas las personas lo usan y se ha vuelto un dispositivo indispensable, es por ello que se

utilizo en el proyecto. Al colocar un celular oculto en un carro, permite tener un enlace directo

con el propietario al enviar un mensaje en caso de que se rompa un cristal, se abra una puerta

o se mueva el vehıculo.

La actividad que realiza una persona manualmente al reenviar un mensaje, es desarrollada

al oprimir varias teclas del celular. Esta actividad puede ser controlada con un circuito program-

able o PIC. Con esto el celular puede tener una respuesta autonoma, reenviando un mensaje

36

de alerta al activarse algun sensor. La interface para obtener esta comunicacion se hace llegar

a 11 transistores o interruptores que abren o cierran dependiendo el pulso que se envıa y la

tecla que van seleccionando. La senal es enviada por el PIC, del cual por el facil manejo de

instrucciones y costo accesible se utilizo el 16F84. En el diagrama 3.5 de bloques se muestra

PCEL (Programacion del Celular).

Al recibir una senal proveniente de algun sensor, el celular del automovil, comienza su

labor al enviar el mensaje al propietario por medio del PIC.

Para saber el tipo de robo que se logro establecer en el automovil, el PIC indica el mensaje

a reenviar. Si abrieron una puerta, rompieron un cristal, si hay presencia o movimiento se envıa

el mensaje con su leyenda respectiva (ver tabla 2.1 caracterısticas de los sensores del vehıculo).

Al recibir el mensaje el propietario sabe que sensor esta activo y una vez enterado puede

tomar medidas de seguridad como llamar a la policıa.

Figura 3.6 Diseno en bloques del celular que transmite el mensaje y recibe el propietario.

3.4 Descripcion del circuito del celular y PCEL (Programaciondel celular)

En el apartado siguiente se hace una descripcion mas detallada del circuito PCEL.

El PIC16F84 utilizado en muchas aplicaciones y perteneciente a una familia de rango

medio de microcontroladores PIC (ver apendice A circuito 16F84) se utilizo para programar

las instrucciones necesarias al reenviar el mensaje. Con un procesador de tipo Risc maneja

35 instrucciones, sencillo en su modo de uso es utilizado para el control del celular. En donde

37

RA0, RA1, RA2 y RA3 son las entradas de los sensores del automovil: presencia, movimiento,

cristal y puerta. Las entradas mencionadas llegan a dos conectores de dos entradas cada uno.

Tambien se puede ver que existe un capacitor con un valor de 220µ F entre el valor de ali-

mentacion de 5 Volts y GND, con el fin de eliminar el ruido en el circuito.

El pin RA4 no se utiliza. MLCR / VPP no es colocada en nivel bajo como entrada de Reset

utilizada normalmente, sino al contrario es aplicada con una tension de 5 Volts para que el PIC

funcione en modo de programacion.

Las patas 5 y 14, VSS Y VDD son la alimentacion del circuito, la primera en tierra y la

segunda a una tension de 5 Volts. Aunque se sabe que el rango de suministro de energıa para

no danar el PIC esta comprendido entre 2V y 6V se recomienda que no sobrepase los 5.5 V.

Cabe senalar que el modelo de PIC que se utilizo contiene la letra F, y esto significa que admite

tensiones de alimentacion de 4V y 4.5V como mınimo hasta 5.5 a 6V como maximo.

El Oscilador es RC (resistencia capacitor) externo de bajo costo y baja precision visto en

la figura 3.7, con un valor en su resistencia de 10 kΩ y el condensador de 10nF, genera la

frecuencia de reloj de 80 Hz de acuerdo a su valores mencionados de R y C con un tiempo de

oscilacion de:

TOSC =1seg

80Hz= 12.5µseg

Desde las lıneas 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 13, RB0 - RB7 que es el Puerto B, se utilizan como

salida y llegan al celular manipulando el teclado del mismo por medio de su programacion

interna.

Ası mismo el perro guardian esta desactivado del sistema del PIC, para que evite problemas

en el funcionamiento.


En este apartado se muestran elalbum fotografico de AACR, en donde se verifica el pro-

totipo en protoboard con sus pruebas, el diagrama creado en Orcad, esquematico en Layout, la

interfase con el telefono celular y los disenos ya terminados.

38

Figura 3.7 El celular se controla pasando por la interfase de los interruptores y hace la conexion dandouna tierra comun para poder manipularlos.


La interfase del celular en protoboard se muestra en la siguiente figura 3.8, como tambien

en placa impresa:

Figura 3.8 Figura de PCEL en el protoboard.

39

Figura 3.9 Placa impresa de PCEL (Programacion del Celular)

La facilidad de los paquetes de creacion de circuitos permiten una mejor presentacion en

los disenos, son faciles de usar y sencillos. Tambien se pueden crear lıneas en milımetros im-

posibles para los circuitos creados manualmente. El planchado es tecnicamente facil y permite

dejar las lıneas en un estilo muy profesional.

Figura 3.10 Placa impresa de PCEL vista desde abajo.

La interfase se hizo manualmente, soldando cada cable a su respectiva tecla, enviandola a

las entradas del PIC para que este lo pudiera manipular.

El sistema prototipo de celular se instalo en una placa de 12x15, y aun puede reducirse a

un tamano mas compacto.

40

Figura 3.11 Se muestra la interfase del celular con la placa de PCEL.

3.6 Las teclas manipuladas por el PIC16F84

El PIC controla las teclas del celular por medio de las salidas de sus puertos unidirecciona-

les (vease tabla 3.1), se analizaran los pulsos a las teclas correspondientes que sigue el PIC

para enviar el mensaje.

Doce pasos sigue el PIC16F84 para manipular las teclas del celular.

41

Tabla 3.1 Manejo de las teclas del celular Motorola C115 (Para su control automatico) en 12 pasos

Entradas del PIC Leyendas del Celular No. de Pasos Pulsos que Manda

B2 Mensaje Primer Paso 1 Pulso

B3 Tecla hacia abajo Segundo paso 5 Pulsos

B2 Seleccionar Tercer paso 1 Pulso

B4 Toma el mensaje del sensor activoCuarto Paso 1 Pulso

B0 Menu Quinto paso 1 Pulso

B0 Leer Sexto paso 1 Pulso

B0 Estado Septimo paso 1 Pulso

B0 Reenvıo Octavo paso 1 Pulso

B2 Seleccionar Noveno paso 1 Pulso

B1 OK Decimo Paso 1 Pulso

B1 Atras Onceavo Paso 1 Pulso

B1 Salir Doceavo Paso 1 Pulso

42

Tabla 3.2 Estimacion de costo de AACR


Material para la placa de el Celular (PCEL)

Transistor MPSA92 Pz 11 7.00 77.00



C.I PIC16F84 Pz 1 75.00 75.00



Diodos Rectificadores Pz 5 4.00 20.00

Jack de 28 terminales Pz 1 45.00 45.00

Celular Motorola C115 Pz 1 300.00 300.00





Mano de Obra Pz 1 100 100

Cable Pz 3 5.00 15.00


Capıtulo 4

Medidas de Proteccion a los Circuitos y Modulode Suministro de Energıa (MSE)

En este apartado se encontrara el modulo de proteccion del circuito o fusible, el cargador

de baterıa, y unas medidas de prevencion al trabajar con circuitos electricos para un mejor

desempeno y mayor rendimiento.

4.1 Apoyo para el Capıtulo de MSE

Un amplificador operacional, AOP u OPAMP: es un componente de cinco terminales.

Dos de ellos son de alimentacion y provienen de las tensiones de polarizacion adecuadas al

dispositivo. Los otros tres reciben el nombre de entrada inversora (marcada con un signo de

menos), entrada no inversora (marcada con un signo mas) y salida.

Aspectos importantes al seleccionar una baterıa: su vida de almacenamiento depende

mucho de la temperatura a la que se exponga normalmente, a la densidad de energıa por unidad

de volumen y su seleccion de basa en factores como el tamano fısico, las caracterısticas de

carga y descarga, el costo del ciclo de vida, el ciclo de trabajo, su vida de almacenamiento, el

modo de falla, peligros externos y costos de mantenimiento. La decision al escoger una buena

baterıa debe ser de vital importancia.

44

4.2 Medidas de proteccion a los circuitos

Se deben tomar en cuenta varias medidas de prevencion en los circuitos cuando ya se esta

trabajando con ellos, ya que pueden sufrir danos irreparables y perdidas totales. Puede ser

por variaciones en la energıa, ruido,o al apagar un fuente de alimentacion de una manera in-

stantanea, incluso como ya se menciono por algun un corto circuito[9]. En este sentido se

recomienda el uso de elementos que se deben tomar en cuenta para evitar problemas al estar

trabajando en la circuiterıa electronica. Es importante la prevencion en los circuitos:

a) Evitar el ruido:generado por senales de alta frecuencia que se sobreponen a la onda

fundamental de voltaje e incluso puede producirse por conexiones defectuosas, provocando

mal funcionamiento y una degradacion importante en los componentes electronicos. La inter-

ferencia generada externamente es una principal fuente de ruido[10]. En el sistema donde se

utilizaron operacionales el ruido es de alguna forma alto al incrementar la ganancia, es por ello

que se utilizaron filtros en los sensores de movimiento y cristal.

b) Corte de energıa instantaneo: se pueden percibir por un mal desempeno en la fuente

de poder siendo el causante de fallas internas en los dispositivos y presentando errores no

acostumbrados en el circuito.

Para evitar esto se debe comprobar si tiene algun posible dano la fuente de poder, en su

caso, cambiarla y suministrar una que cumpla con los requerimientos. Ya en la practica varias

veces al apagar la fuente de poder instantaneamente produjo de alguna forma interferencias

y mal funcionamiento en los componentes, es importante revisar el voltaje que suministra la

fuente con la que se va a trabajar, por que se pueden quemar los elementos como paso en varias

ocasiones al probar las etapas de los modulos.

c) Fallas comunes:en la circuiterıa electronica se debe tomar en cuenta la falta de limpieza,

falso contacto, corrosion, accesorios danados no reemplazados. Ası como los conductores

tienen un lımite en tiempo de vidautil, debido principalmente a los tipos de materiales y

45

aislantes utilizados en su fabricacion. Por lo tanto se requiere el mantenimiento constante y

revisiones, para que los equipos funcionen con eficiencia.

Varias veces se suscito el problema de prueba en la circuiterıa que aunque estaba todo

bien conectado, en ocasiones los cables no tenıan continuidad y debıan ser reemplazados, esto

provocaba retardo en el trabajo y distraccion.

d) Proteccion de alguna corriente maxima:como ya se habıa mencionado antes el protector

de circuitoso fusible, tiene la responsabilidad de cortar la corriente maxima que puede danar

a los dispositivos, siendo el protector, ayuda a preservar la vidautil del sistema, evitando con

ello un choque electricoo destruccion.

4.3 Modulo de proteccion del automovil

Este modulo se encuentra entre la fuente que suministra el voltaje y el circuito del sistema

SALVAR, el cual se encarga de brindar al automovil la proteccion necesaria en contra del

exceso de una maxima corriente de trabajo. Salvaguardar y apagar el circuito es su labor.

Los aumentos de corriente repentinos, debido a la sobrecarga o a un cortocircuito ocurren a

veces en forma accidental, si ası pasa el circuito puede sufrir un sobrecalentamiento danando a

los dispositivos dejandolos en mal funcionamiento. Si se quema algun componente, la corriente

que pasa a traves deel ya es exagerada y continuara danando mas partes del sistema.

Para resguardar al circuito por una sobrecarga inesperada se pueden utilizar fusibles o inte-

rruptores que en este caso cortan rapidamente la corriente al rebasar un valor maximo especifi-

cado. Una alternativa que se uso fue el fusible, disenado para calentarse y fundirse si se rebasa

su capacidad maxima de corriente, se coloca en serie con el circuito y al quemarse destruye

una parte del trayecto del conductor ya que contiene una banda bimetalica delgada que evita el

paso de corriente. Se coloco en serie con el circuito principal teniendo en cuenta que se instalo

del lado vivo ya que en el lado de voltaje bajo no brindarıa proteccion, porque en el lado alto

permanece el potencial y el peligro del choque electrico (ver figura 4.1).

46

Figura 4.1 El aumento repentino de corriente debe protegerse con un fusible.

La fusion del fusible nos indicarıa que hay una funcion anomala dentro del circuito, y por

lo tanto se debe reparar su causa.

4.4 Cargador de Baterıa

Un circuito electrico esta compuesto normalmente por un conjunto de elementos activos -

que generan energıa electrica (por ejemplo una baterıa, que convierte la energıa de tipo quımica

en electrica)- y de elementos pasivos -que consumen dicha energıa (por ejemplo resistencias,

que transforman la energıa electrica en calor, por efecto Joule)- conectados entre sı.

Al hablar entonces del cargador de baterıa se especifica una parte fundamental que alimenta

al celular. Como lo es su baterıa interna, la cual determina la cantidad total de energıa que

puede entregar de acuerdo al suministro requerido por el celular (vease tambien la figura 4.2.

En 3.9 Volts el celular tiene su carga completa y en 3.4 Volts necesita recargarse).

El cargador de baterıa del celular esta disenado para alimentar el telefono cuando esta

por debajo del su rango mınimo de operacion, y en su maximo desconectarse para esperar

nuevamente al consumo de baterıa.

La baterıa funciona como pila secundarıa. Este tipo de pila tiene la propiedad de una

vez descargada y parcialmente descompuestos sus electrodos restaurarse a su estado quımico

inicial mediante otra fuente externa de energıa. Tiene un tiempo de descarga de un poco mas

de tres dıas sin apagarlo. De acuerdo a las pruebas que se tomaron, el celular debe tener un

47

Figura 4.2 Cargador de Baterıa en Bloques.

suministro de energıa de 5 Volts para cargarse, y la baterıa en 3.9 Volts se dice que esta en su

rango maximo de carga.

Al enviar un mensaje existe consumo de corriente y el voltaje baja de una forma significa-

tiva en la baterıa, como por ejemplo disminuye hasta 3.7 Volts por debajo del valoroptimo

pero sigue funcionando correctamente. La descarga de la baterıa del celular dependera en

gran medida del uso exclusivo al enviar mensajes. Entre otros factores esta la temperatura, ya

que debe estar en un lugar fresco. que tantas veces se carga y descarga y su vida interna de

almacenamiento.

Al hacer las pruebas, el lımite en donde la baterıa ya no responde esta comprendido entre

3.3 y 3.1 Volts dependiendo el consumo. Si solo esta encendido puede aguantar sin apagarse

en 3.1 Volts pero si hay una actividad como enviar un mensaje, recibir una llamada, es muy

probable que se apague. Es por ello que el limite mınimo que se dio para que el comparador

encienda al celular y recargar nuevamente la baterıa esta fijo en 3.4 Volts.

El diagrama en bloques 4.2 presenta las etapas con las que se trabajo para hacer funcionar

el cargador, hay que tomar en cuenta que solo se utilizo un AOP y un transistor NPN para la

circulacion de carga, ya que el comparador solo mide el rango maximo y el mınimo de voltaje

suministrado por la baterıa, el transistor hace circular corriente cuando se satura en la base

permitiendo ası un swich o interruptor que al cerrarse otorga el flujo de carga al celular. El

48

detector de nivel de voltaje se hace por medio de histeresis creando una ventana de rangos

maximo y mınimo para que el comparador solo tome esos valores de referencia y los compare

con los rangos de la baterıa y ası encienda o apague el celular.

Si en la baterıa hay el valor mınimo, el comparador arroja una senal en la salida y enciende

al celular, permitiendo cargarlo.

Cuando el comparador llega al rango maximo fijado en 3.9 Volts se apaga y el transistor

cierra el interruptor que alimento con 5 Volts al celular. Ciclicamente el comparador realiza

esta funcion permitiendo cargar el celular automaticamente.

El comparador logra encenderse o apagarse mediante una tecnica llamada histeresis que

muestra el comportamiento cuando un circuito cambia de estado a otro con cierta senal y luego

regresa al primer estado con una senal de entrada diferente donde la diferencia de las senales

es la siguiente:

VH = VUT − VLT (4.1)

fijando los parametros deVUT = 3.9 V yVLT = 3.4 V, tenemos que;

VH = VUT − VLT =(+VSAT )− (−VSAT )

n + 1(4.2)

sustituyendo los valores correspondientes, el Voltaje de histeresis es:

VH = 3.9V − 3.4V = 0.5V

ahora calculando los valores para elVctr se tiene que;

Vctr =VUT + VLT

2=

(n

n + 1

)VREF (4.3)

Vctr =3.9V + 3.4V

2= 3.65V

tomando el voltaje de saturacion del operacional, el valor calculado es de 4.03 Volts, y para

n se tiene que:

49

n =(+VSAT )− (−VSAT )

VH

− 1 (4.4)

sustituyendo los valores correspondientes;

n =(4.03)− (−0)

0.5V− 1 = 7.06V

el valor de referencia es;

Vref =n + 1

nVctr (4.5)

Vref =7.06 + 1

7.063.65 = 4.1V

Proponiendo un valor arbitrario conR3 = 3.3kΩ en el circuito de la figura 4.3, nR nos

determina el valor de la otra resistencia.

nR = (7.06)(3.3kΩ) = 23298Ω

para su valor comercial se puede conseguir comoR4 = 22kΩ

El comparador que se utiliza para el circuito de carga analiza la senal de voltaje de la baterıa

del celular en una entrada, con el voltaje presente en la otra. En la figura 4.3 se aprecia que un

divisor de tension suministra un voltaje de 3.9 Volts, rango maximo en donde se sabe que esta

cargada la baterıa, entonces para conseguir este voltaje se utiliza la formula;

Vr1 =

(R1

R2 + R1

)VT (4.6)

Sustituyendo las resistencias paraR1 = 10kΩ y R2 = 2.2kΩ, donde el valor calculado es

el parametro mas alto en donde se apagarıa el comprador, ya que la baterıa esta totalmente

cargada, el valor de referencia es;

Vr1 =

(10kΩ

2.2kΩ + 10kΩ

)5

50

Figura 4.3 Circuito Cargador de Baterıa que muestra los valores de resistencia.

Vr1 = 3.86V

Este valorVr1 es el obtenido en la practica. En la figura 4.4, se presentan de una forma

grafica los valores obtenidos paraVH , VUT y VLT .

Figura 4.4 Detector inversor de nivel de voltaje con histeresis.

El voltaje del automovil en 12V es controlado por un regulador de tension (ver apendice B)

el cual se proyecta para tensiones fijas y positivas, encargado de corregir los 12 Volts, mismos

51

que no pueden entrar directos a PCEL, ni al circuito en general, entonces se adecua la senal a

5 V requeridos dentro de los parametros especıficos necesarios para la operacion del sistema.



Para el cargador de baterıa, el circuito de la figura 4.5 utiliza solo cuatro resistencias, un

AOP y un transistor.

Figura 4.5 Circuito cargador probado en protoborad

Los diagramas creados en Orcad para todos los disenos, son pasados al entorno de Layout.

Como herramienta de creacion de circuitos impresos. Se puede desarrollar el acomodo de

componentes, union de lıneas con cada elemento al grosor necesario o crear un Footprint o

herramienta especıfica en caso de que no cumpla con el tamano y dimensiones del componente

a usar.

Las lıneas conectadas desde el diseno en Orcad son las que aparecen en la plataforma de

layout y es casi imposible que alla errores al comenzar a dar las rutas de un pin a otro, ya que

si se hizo la conexion apropiada en Orcad por parte del programador no se tendran problemas,

puede suceder el caso que no haya quedado un lınea conectada y no aparecera en el esquematico

de Layout, hay que tener cuidado en eso.

El diagrama de la figura muestra el circuito final que se utilizo para el cargador de Baterıa.

La histeresis permitio utilizar solo un comparador, y esto ayudo a reducir el circuito de

cargador de baterıa. Ya que anteriormente se utilizaban dos comparadores. Uno para leer el

52

Figura 4.6 Diagrama creado en Layout listo para imprimir. Se hizo la tecnica de planchado.

rango maximo y otro para el mınimo. Sin embargo con esta tecnica solo se fijan dos parametros

y se crea una ventana que permite desplazarse de tal modo que puede cambiar de estado en estos

dos niveles.

En la baterıa el voltaje fijado en 3.4 Volts, pudo haberse bajado mas, hasta 3.3 Volts, se

creyo que es importante dejar que descargara en un rango donde ni siquiera haya un intento de

apagarse, aunque puede surgir con el paso del tiempo un efecto en la baterıa, en donde en 3.4

Volts puede creer que sea su descarga total y se apague. Entonces el parametro comprendido

cambiarıa a un valor distinto, subiendo a 3.5 o 3.6 Volts.

53

Tabla 4.1 Estimacion de costo para MSE


Material para el Cargador de Baterıa



Circuito Integrado AOP LM324 Pz 1 6.00 6.00


Diodo Emisor de Luz(LED) Pz 2 2.00 4.00


Transistor 2N2222 Pz 1 20.00 20.00

Jack 5 de terminales Pz 1 15.00 15.00





Mano de Obra Pz 1 100 100.00

Cable Pz 3 5.00 15.00

Regulador 7805 Pz 1 5.00 5.00

Costo estimado de MSE Total $ 216,20

54

Conclusiones

El costo de los componentes y en general del proyecto se puede visualizar en la tabla final

4.2 de este apartado, donde se hace la estimacion del precio por cada capıtulo.

El costo de SALVAR es de 1,317.00 pesos M.N. y accesible para cualquier nivel de clase

social lo que permite tener una buena aceptacion en el mercado.

Tabla 4.2 Estimacion de costos para los Modulos del Proyecto SALVAR

Modulos de SALVAR Costo M.N.


Costo estimado de MSE Total $ 216,20

Costo estimado de AACR Total $ 687,20

Diseno 50e6/10e5 Total $ 70,00

Costo estimado del Proyecto Total $ 1,327

La seguridad del sistema aborda los posibles puntos estrategicos en el vehıculo. En los que

se puede realizar de forma ilıcita un robo. Junto con su eficiencia, brinda cierta tranquilidad al

propietario.

SALVAR contiene varias etapas que no solo se pueden utilizar en este proyecto, pueden

aplicarse a sistemas de seguridad en bancos, con los sensores de movimiento, incluso disenar

elementos para puertas automaticas, proteccion de circuitos para algun diseno en particular,

pues depende de la creatividad de cada quien.

El sistema SALVAR es innovador.

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Trabajo a Futuro

Se hace la recomendacion para el trabajo previo al investigar sobre el dispositivo de moni-

toreo llamado GPS (Sistema de Posicionamiento Global) aparato que de acuerdo a sus carac-

terısticas de localizacion satelital puede complementar este proyecto de tesis, brindando el ser-

vicio de rastreo en aproximadamente menos de una hora. LAGPS (Localizacion del Vehıculo

por medio de GPS) es una etapa que se puede seguir desempenando como inconclusa inves-

tigacion con el fin de recuperar el vehıculo, ayudar a la policıa a capturar a los robacoches,

disminuir la delincuencia ası como destruir las bandas delictivas que laboran en este trabajo

il ıcito.

Tambien se puede tener una comunicacion con el automovil por medio de radios de fre-

cuencia, los cuales pueden transmitir informacion en caso de que el celular tuviera problemas

en elarea de cobertura, la idea de los radios comenzo a partir de crear una estacion base de

monitoreo, la cual guardarıa en un programa de computo los datos mas representativos de

las personas que gozan del servicio, como numero de placas, telefono, direccion, idCliente,

etc. Ası en el momento que surgiera un robo, los radios se comunicarıan directamente con

la estacion base, y la gente que trabaja en estaarea llamarıa a la policıa, participando en el

rescate, dejando a un lado al propietario para que no tenga contacto directo con los maleantes.

Durante el proceso de investigacion y documentacion del presente proyecto se encontro

para el capıtulo de telefonıa celular en aplicaciones de la transmision de tonos dobles de fre-

cuencia multiple o DTMF, se puede implementar para llamar al celular de el automovil, apa-

garlo por medio de tonos o encenderlo. Tiene un numero de aplicaciones cada vez mayor

debido a la creciente demanda de servicios que requieren de confiabilidad en el intercambio

de informacion en una gran variedad de formatos. Esto se harıa con la finalidad de que fuera

mas confiable el sistema y autonomo ya que se apagarıa solo. El numero de fabricantes de

circuitos integrados especializados provee a los disenadores de sistemas electronicos que re-

quieren procesar informacion en forma de tonos dobles de una amplia gama de opciones, estos

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circuitos integrados la mayorıa de ellos de facil configuracion y costos accesibles que llevan a

cabo la tarea de decodificar, generar y transmitir los tonos DTMF.

Se agregarıa un Capıtulo de Automatizacion, en el que entrarıan luces automaticas, sensor

de proximidad, lector de temperatura digital visto como trabajo restante en el sistema SAL-

VAR, del cual se podrıa llamar teniendo todos los aditamentos sugeridos y continuando con

el arduo trabajo, el sistema ALSA (Automatizacion, Localizacion y Seguridad de un Vehıculo

por medio de Telefonıa Celular, Radiofrecuencia y GPS).

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Apendice A: Tablas de consulta

Este apendice constituye las hojas de datos de circuitos integrados utilizados que propor-

cionan los fabricantes, ası como tablas de proposito general.

Tabla A.1 Unidades electricas en SI

Cantidad Nombre Sımbolo Expresion equivalente

Capacitancia Farad F C/V

Carga electrica Coulomb C A · s

Conductancia Siemens S A/V

Diferencia de potencial Volts V W/A

Densidad de flujo magnetico Telsa T W/m2

Energıa, trabajo Joule j N · m

Frecuencia Hertz Hz 1/s

Flujo magnetico Weber Wb V · s

Inductancia Henry H Wb/A

Potencia Watt W j/s

Resistencia Ohms Ω V/A

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Tabla A.2 Prefijos en SI

Prefijo Abreviacion Factor multiplicador

Yota Y 1024

Zeta Z 1021

Exa E 1018

Peta P 1015

Tera T 1012

Giga G 109

Mega M 106

Kilo k 103 = 1000

Hecto h 102 = 100

Deca da 101 = 10

Deci d 10−1 = 0,1

Centi c 10−2 = 0,01

Mili m 10−3 = 0,001

Micro µ 10−6

Nano n 10−9

Pico p 10−12

Femto f 10−15

Ato a 10−18

Zepto z 10−21

Yocto y 10−24

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Apendice B: Hojas de datos de los circuitos integra-dos utilizados

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Referencias

[1] M. Riva,Estadısticas del Instituto Ciudadano de Estudios sobre la Inseguridad AC, Aso-ciacion Mexicana de Instituciones de Seguros, COPARMEX(Enero 2007)http://www.tvazteca.com/fuerzainformativaazteca/marianoriva.htm.

[2] F. Santos, Notimex,Robaron mas de 47 mil automoviles en el paıs en 2007.La Jornada On Line.

[3] I. Saldana,Noticieros Televisahttp://www.televisa.com/noticias/roboautos/sal/inf.htm.

[4] S. Vicke,Fuerza Informativa Aztecahttp://www.tvazteca.com/fuerzainformativaazteca/sergiovic.htm.

[5] S. Wolf, R. Smith,Guıa para mediciones electronicas y practicas de laboratorioEd.Londres: PRENTICE-HALL, 1992, p. 387.

[6] R.Tocci, Neal Widmer,Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones. Octava Edicion,New Jersey: U.S.A., 2003, p. 237.

[7] L. Rodriguez,Sistemas de Comunicacion Personal y Tecnologıas Digitales InalambricasCINTEL. Santa Fe de Bogota, septiembre de 1996.

[8] RUMSEY, Francis y McCORMICK,Tim. Sonido y grabacion. Introduccion a las tecnicassonoras. 2004, p. 165.

[9] Danziel, C.F.,”Corrientes Electricas Letales”IEEE Spectrum, Vol. 6, No. 2., 1969, pp.44-55.

[10] Ott, H. W., Noise Reduction Techniques in Electrical Systems(Tecnicas de reduccion deruidos en sistemas electricos), Segunda Edicion., New York: John Wiley, 1988

sistema de alarma vehícular antirrobo (19)

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