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UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
Línea de Investigación: Diseño y desarrollo de aplicaciones o dispositivos de control de
tipo electrónico.
Tema: Sistemas de Control.
Título : Diseño e Implementación de tarjeta de conversión de señal de comunicación serial de
sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada a tarjeta de control de suministro de
combustible de Intelcon System C.A.
Tutor: Trabajo presentado por:
Ing. Valladares, Damián Br. Becerra Spano, Alejandro
C.I.: 19.334.924
Br. Serrano Bigott, Carlos Luis
C.I.: 17.803.288
Para optar por el título de: Ingeniero Electrónico
Marzo 2012
Caracas, Venezuela
Diseño e Implementación de tarjeta de conversión de señal de comunicación serial de sensores de flujo de gasolina a pulsos para
la entrada a tarjeta de control de suministro de combustible de Intelcon System C.A. por Becerra Spano Alejandro, Serrano B.
Carlos L. se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported.
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
Diseño e Implementación de tarjeta de conversión de señal de
comunicación serial de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la
entrada a tarjeta de control de suministro de combustible de Intelcon
System C.A.
APROBADO POR:
JURADO: ________________ JURADO: ________________
Nombre y Apellido Nombre y Apellido ________________ ________________ Cédula de Identidad Cédula de Identidad ________________ ________________ Firma Firma
Marzo 2012 Caracas, Venezuela
I
AGRADECIMIENTOS
El Br. Becerra Spano Alejandro, autor de este proyecto, desea agradecer con
gran cariño y aprecio a:
La Universidad Nueva Esparta por permitirme crecer como profesional dentro y
fuera de sus instalaciones, siempre recordaré los buenos y malos momentos y por
supuesto a todos los profesores que participaron durante este período tan importante
en mi vida.
Al Ingeniero y director Ramírez Ingmar por su colaboración y ayuda brindada
durante mi carrera.
Al Ingeniero y tutor de esta investigación, Valladares Damián, por la paciencia,
ayuda incondicional y soporte brindado durante el desarrollo de este proyecto de
investigación.
Y a todas aquellas personas, que de una u otra manera estuvieron conmigo al
momento de realizar esta investigación, agradezco su colaboración y apoyo
incondicional. ¡Gracias!.
Sin más, agradecer a Dios por estar siempre a mi lado presente.
II
AGRADECIMIENTOS
El Br. Serrano Bigott, Carlos Luis, Autor de este proyecto, agradece a:
La Universidad Nueva Esparta por darme la oportunidad de estudiar y
desarrollarme profesionalmente en las instalaciones de la misma.
Le doy gracias a todos los profesores que me enseñaron, apoyaron y brindaron
su ayuda durante toda la carrera para así ir poco a poco superando todas las materias
y proyectos que se presentaron durante todos los semestres que cursé en la
universidad. Gracias a todos mis compañeros de estudio por el gran trabajo en equipo
durante todo este tiempo.
Muchísimas gracias al ingeniero y tutor de este proyecto, Valladares Damián,
por todo el esfuerzo y dedicación que nos brindó durante todo este tiempo.
Gracias a mi familia que siempre ha estado ahí para apoyarme en las buenas y
en las malas y por supuesto, gracias a Dios.
III
DEDICATORIA
A mi familia y amigos, pilares que han mantenido mi dedicación en pie a lo
largo de este arduo trabajo. Con su esfuerzo y entrega supieron darme la capacidad
necesaria para iniciar y culminar mi carrera y lograr ser un profesional. Eri, Anto,
Cesar, Nonna, Nonno, Lola, Lissette, Gianfra y Roberto, esto es para ustedes.
Alejandro Becerra
IV
DEDICATORIA
A toda mi familia que siempre estuvo ahí apoyándome en todo lo que
necesité, a lo largo de esta carrera, en especial a mi abuela Cristina, a mi Tía Beatriz,
a mi Papá Carlos Serrano, a mi madre Carmen y a mis hermanos.
También dedico este trabajo a todos mis amigos que de alguna forma siempre han estado ahí motivando las ganas de hacer todo esto posible.
Carlos Luis Serrano
V
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
RESUMEN DE TRABAJO DE GRADO
Título del Trabajo de Grado: “Diseño e Implementación de tarjeta de conversión de
señal de comunicación serial de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada
a tarjeta de control de suministro de combustible de Intelcon System C.A.”
Autores: Becerra Spano, Alejandro - C.I.: 19.334.924
Serrano Bigott, Carlos Luis - C.I.: 17.803.288
Tutor: Ing. Valladares, Damián
Palabras clave: Transductor, Sistema de Control, Sensores, Gasolina o Combustible, Comunicación Serial, Pulsos.
Resumen: El problema, por el cual se inicia esta investigación, nace de la
inexistencia de un producto o hardware que pueda facilitar la comunicación entre un
controlador fabricado por Intelcon System C.A y un controlador propio de cada
surtidor de combustible en el cual será implementado un sistema de control de dicha
empresa. El hardware desarrollado en esta investigación, es capaz de recibir la señal
de comunicación serial de sensores de flujos desde el surtidor y convertirlo a pulsos
para enviarlo a la entrada de la tarjeta de control de suministro de combustible
(controlador) que desarrolla Intelcon System C.A.
VI
NUEVA ESPARTA UNIVERSITY
ENGINEERING FACULTY
ELECTRONIC SCHOOL
DEGREE WORK SUMMARY
Title of the degree work: “Design and implementation of serial sensors fuel flow to
pulse communication signal converter cards for fuel supply control entry of Intelcon
System C.A”
Authors: Becerra Spano, Alejandro - V-19.334.924
Serrano Bigott, Carlos Luis - V-17.803.288
Advisor: Ing. Valladares, Damián
Keywords: Transducer, System Control, Sensors, Fuel, Serial Communication, Pulse.
Summary: The problem under study has been focused on the absence of a hardware
that helps to the communication between a driver manufactured by Intelcon System
C.A and a specific controller to each fuel pump. This controller will be implemented
on a control system of the same enterprise. The hardware developed in this research,
is capable of receiving serial communication signal from flow sensor and converts it
to the pump pulses to be sent to the input of the control board fuel supply (driver) that
develops Intelcon System C.A.
VII
ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS .......................................................................................................... I
DEDICATORIA .................................................................................................................. III
RESUMEN DE TRABAJO DE GRADO .............................................................................. V
Palabras clave. .............................................................................................................. V
DEGREE WORK SUMMARY ........................................................................................... VI
Keywords. .................................................................................................................. VI
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1
CAPÍTULO I – EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema ......................................................................................... 3
1.2 Objetivos de la investigación........................................................................................ 4
1.2.1 Objetivos Generales. .............................................................................................. 4
1.2.2 Objetivos Específicos. ........................................................................................... 4
1.3 Justificación de la investigación ................................................................................... 5
1.4 Delimitación de la investigación .................................................................................. 6
1.4.1 Temática: ............................................................................................................... 6
1.4.2 Geográfica:............................................................................................................. 7
1.4.3 Temporal: ............................................................................................................... 7
1.4.4 Técnica: .................................................................................................................. 7
1.5 Limitaciones de la investigación .................................................................................. 8
VIII
CAPÍTULO II - MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes de la Investigación ................................................................................. 9
2.2 Bases Teóricas ............................................................................................................ 13
2.2.1 Surtidor de gasolina ............................................................................................ 13
2.2.2 Sensor.................................................................................................................. 15
2.2.3 Tipos de Sensores ............................................................................................... 17
2.2.4 Sensor de flujo .................................................................................................... 18
2.2.5 Encoders.............................................................................................................. 19
2.2.6 Protocolos de comunicación ............................................................................... 20
2.2.7 Puerto .................................................................................................................. 23
2.2.8 Puerto Serie o Serial ........................................................................................... 23
2.2.9 Comunicación serial ........................................................................................... 25
2.2.10 Micro-controladores.......................................................................................... 31
2.2.11 Transductores .................................................................................................... 38
2.2.12 Sistemas de control ........................................................................................... 41
2.3 Definición de términos básicos .................................................................................. 43
2.4 Cuadro de Variables .................................................................................................. 50
CAPÍTULO III - MARCO METODOLÓGICO
3.1 Tipo de investigación ................................................................................................ 51
3.2 Diseño de la investigación ......................................................................................... 52
3.3 Población y Muestra .................................................................................................. 53
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................................................... 56
3.5 Técnicas de procesamiento y análisis de resultados .................................................. 57
3.6 Análisis y presentación de los resultados ................................................................... 58
IX
CAPÍTULO IV - SISTEMA PROPUESTO
4.1 Diagrama en Bloque General ..................................................................................... 68
4.1.1 Pulser o cuentalitros: ............................................................................................ 69
4.1.2 Interfaz Serial-Pulsos: ......................................................................................... 69
4.1.3 Pulsos: ................................................................................................................. 69
4.1.4 iCSG3000: .......................................................................................................... 69
4.1.5 Sistema de identificación de vehículos: .............................................................. 70
4.1.6 WEB: ................................................................................................................... 70
4.1.7 Clientes con acceso: ............................................................................................ 70
4.2 Diagrama en Bloque Propuesto .................................................................................. 72
4.3 Diagrama electrónico del circuito desarrollado .......................................................... 73
4.4 Componentes utilizados ............................................................................................. 75
4.7 Pruebas desarrolladas ................................................................................................. 77
4.8 Softwares utilizados ................................................................................................... 81
4.9 Recursos ..................................................................................................................... 87
4.9.1 Recursos Humanos .............................................................................................. 87
4.9.2 Recursos Técnicos ............................................................................................... 88
4.9.3 Recursos Administrativos .................................................................................... 88
CAPÍTULO V - CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones .............................................................................................................. 92
5.2 Recomendaciones ....................................................................................................... 93
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 94
X
ÍNDICE DE FIGURAS Y GRÀFICOS
Figura Nº 1: Pico Electrónico de Gasolina Marca OPW 1”……………..…………….. 14
Figura Nº 2: Surtidor de combustible………………………………...………………... 14
Figura Nº 3: Ejemplo de Sensor (Sensor Infrarrojo)…………………………………... 15
Figura Nº 4: Sensor de Flujo………………………………….……………………….. 19
Figura Nº 5: Encoder Óptico…………………………………….…………………….. 20
Figura Nº 6: Red Punto a Punto………………………………….…………………….. 22
Figura Nº 7: Sistema FDDI……………………………………………………………. 23
Figura Nº 8: Puerto Serie RS-232…………………………………….………………... 24
Figura Nº 9: Transmisión serial asíncrona…………………………………………….. 29
Figura Nº 10: Microcontroladores……………………………………..………………. 32
Figura Nº 11: Etapas del desarrollo de software……………………….……………… 36
Figura Nº 12: Programación del microcontrolador…………………….……………… 38
Gráfico Nº 1: Representación Grafica del Modelo de Guía de Observación…….......... 60
Gráfico Nº 2: Pregunta 1 - Disminución del contrabando de combustible……………. 62
Gráfico Nº 3: Pregunta 2 - Registro de la cantidad de combustible adquirido………… 63
Gráfico Nº 4: Pregunta 3 - Mejor servicio, mayor seguridad………………………….. 64
Gráfico Nº 5: Pregunta 4 - Implementación en el resto de las estaciones………........... 65
Gráfico Nº 6: Pregunta 5 - Diseño de tarjeta de conversión de señales……………….. 66
Gráfico Nº 7: Representación final resultados………………………………….……... 67
Figura Nº 13: Diagrama en bloque general……………………………………..…....... 68
Figura Nº 14: Diagrama en bloque propuesto………………………………...……….. 72
Figura Nº 15: Diagrama electrónico del circuito desarrollado (1)…………………….. 73
Figura Nº 16: Diagrama electrónico del circuito desarrollado (2)…………………….. 74
Figura Nº 17: Diagrama Pruebas………………………………………………...…….. 77
Figura Nº 18: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Página Principal…………...... 78
Figura Nº 19: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Página de Selección…………. 79
Figura Nº 20: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Modo de Prueba…………….. 80
XI
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Nº 1: Cuadro de Variables………………………………………………............. 50
Tabla Nº 2. Modelo de guía de observación…………………………………………… 59
Tabla Nº 3: Pregunta 1 - Disminución del contrabando de combustible………………. 61
Tabla Nº 4: Pregunta 2 - Registro de la cantidad de combustible adquirido…………... 62
Tabla Nº 5: Pregunta 3 - Mejor servicio, mayor seguridad……………………………. 64
Tabla Nº 6: Pregunta 4 - Implementación en el resto de las estaciones………….......... 65
Tabla Nº 7: Pregunta 5 - Diseño de tarjeta de conversión de señales…………………. 66
Tabla Nº 8: Detalles de los componentes utilizados ……………………………........... 75
Tabla Nº 9: Lista de Directivas …………………………………………………........... 79
Tabla Nº 10: Recursos Humanos………………………………………………………. 87
Tabla Nº 11: Recursos Técnicos………………………………………………….......... 88
Tabla Nº 12: Recursos Administrativos……………………………………………….. 88
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A: Modelo de Guía de Observación …………………………………............... 102
Anexo B: Modelo de Encuesta ……………………………………………….............. 103
Anexo C: Certificado de validación …..………………………………………………. 104
Anexo D: Certificado de validación …..……………………………………………… 105
Anexo E: Certificado de validación …..………………………………………………. 106
1
INTRODUCCIÓN
Desde el año 1948 y hasta la actualidad, se han relacionado las máquinas, las
organizaciones y los seres vivos con los Sistemas de Control, que según Rosero G.
Esteban E. y Ramírez S. José M. (2007), no son más que un “arreglo de componentes
físicos interconectados de forma que se puedan comandar dinámicamente.” Estos
sistemas de control generalmente sustituyen a un trabajador pasivo que controla un
proceso determinado. Tienen como idea principal reducir las probabilidades de fallas
que se pueden originar en el proceso y se puedan obtener así unos resultados óptimos.
En el caso de esta investigación, el sistema de control hace presencia en el
momento que se sustituye a un trabajador que revisaría y registraría manualmente el
consumo de combustible que adquiere cada individuo o vehículo al momento de
abastecer su tanque con el combustible en una estación de servicio. El proceso sería
más lento y propenso a tener errores, debido a que se debería administrar una base de
datos enorme manualmente, cada vez que un individuo diferente cargue combustible.
PDVSA Petróleo, S.A. en conjunto con Intelcon System C.A deciden
implementar el denominado Sistema de Control de Combustible Fronterizo para la
República Bolivariana de Venezuela (SISCCOMBF), programa encargado de
supervisar y establecer las políticas de suministro de combustible, basados en
parámetros, tales como regiones, tipos de vehículos y fechas para facilitar así el
control de suministro.
El programa consiste en colocar un sistema de control de suministro de
combustible (iCSG3000) en cada surtidor (dentro de los regularizados por la
compañía), el cual permitirá o no la carga de gasolina de acuerdo al vehículo
identificado y la instrucción indicada por el Sistema de Gestión.
2
Junto a ese sistema identificado anteriormente como iCSG3000 debe
encontrarse, en algunos casos, un hardware que realizará la conversión de la señal de
comunicación serial, de los sensores de flujo de gasolina, a pulsos, para facilitar la
comunicación entre el controlador fabricado por Intelcon System, C.A y el
controlador propio de cada surtidor de combustible, en esto, se basa la investigación.
Este proyecto de investigación está compuesto por cinco capítulos, cuyos
contenidos son los siguientes:
Capítulo I: En este capítulo se presenta el Problema de Investigación, el
planteamiento del mismo, los objetivos de la investigación, la justificación,
delimitación y limitación de la misma. Se especifica de manera detallada el motivo y
causa para desarrollar este trabajo de investigación.
Capítulo II: Este capítulo se basa principalmente en la definición de términos o
aspectos relevantes de la investigación, está compuesto por los antecedentes de la
investigación, bases teóricas, definición de términos básicos y el cuadro de variables.
Capítulo III: Muestra la metodología usada para desarrollar el proyecto, abarca
puntos como el tipo de investigación, diseño de la investigación, población y muestra,
los cuales ayudan a validar este proyecto de investigación.
Capítulo IV: En este capítulo se presenta de forma detallada la descripción
técnica del sistema desarrollado, el diagrama de bloque mostrando las diferentes
etapas y el diagrama circuital y las especificaciones técnicas de cada componente. Se
hace referencia a los recursos humanos, materiales y financieros que fueron usados
para desarrollar la tarjeta de conversión de señales para la entrada a tarjeta de control
de suministro de combustible de Intelcon System C.A.
3
Capítulo V: Este último capítulo del trabajo de investigación muestra las
conclusiones de los resultados obtenidos en la misma y las recomendaciones para
futuras mejoras del sistema. Finalmente se presentan las referencias bibliográficas
utilizadas como argumentos al apoyo textual definido a lo largo del contenido en la
investigación.
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del problema
El objetivo de Intelcon System C.A., empresa que se ha encargado de integrar
soluciones en las áreas de informática, telecomunicaciones y control, enfocándose a
desarrollar los negocios de sus clientes a través de un uso estratégico de la tecnología,
es implementar un sistema de control de combustible en surtidores de gasolina
ubicadas en estaciones de áreas fronterizas con otros países. Se han desarrollado
distintas tarjetas electrónicas para lograr tal cometido. Uno de los puntos a controlar
es la cantidad de combustible (gasolina) que suministran los surtidores de las
estaciones de servicio a las cuales se les instala el sistema de control. Los sensores de
flujo de los surtidores toman medidas que se entregan mediante pulsos, en donde una
cantidad determinada de pulsos se traduce a una cantidad determinada de
combustible. Los sistemas de control, desarrollados hasta ahora por la empresa, usan
esa señal de pulso para determinar así la cantidad de combustible que se está
suministrando al vehículo en ese momento.
El problema, es que surgieron proyectos donde hay surtidores de nueva
tecnología, donde la cantidad de volumen no es entregada por pulsos, si no por una
4
señal de comunicación serial TTL. En vista de que el hardware de control
(iCSG3000) ya está desarrollado y que la cantidad de surtidores de nueva tecnología,
en comparación con las cantidades de los surtidores compatibles, es relativamente
pequeña, no se decide cambiar el hardware ya existente, si no crear una nueva tarjeta
electrónica que tome esa nueva señal y la convierta en pulso para el hardware ya
existente, evitando así que de una forma u otra el hardware ya existente quede fuera
del mercado y pueda seguir siendo usado por el resto de los surtidores como estaba
previsto.
Intelcon System C.A. requiere del desarrollo de la tarjeta de conversión para
culminar la distribución de estos hardware y así cumplir con los requerimientos de la
empresa.
1.2 Objetivos de la investigación
1.2.1 Objetivos Generales.
Diseñar e implementar una tarjeta de conversión de señales de comunicación
serial de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada a tarjeta de control de
suministro de combustible de Intelcon System C.A.
1.2.2 Objetivos Específicos.
- Identificar los tipos de protocolos e interfaces de comunicación que utiliza
Intelcon System C.A para este proyecto.
- Diseñar la tarjeta de conversión de señales de comunicación serial, de
sensores de flujo de gasolina a pulsos, para la entrada de la tarjeta de control que
ya posee la compañía.
5
- Construir la tarjeta de conversión de señales de comunicación serial de
sensores de flujo de gasolina para la entrada de la tarjeta de control (iCSG3000)
de Intelcon System C.A., en función a los parámetros establecidos en el diseño.
- Evaluar las pruebas piloto de la tarjeta de conversión de señales para validar
su funcionamiento.
- Implementar el proyecto de investigación en Intelcon System C.A.
1.3 Justificación de la investigación
La razón principal por la cual se realiza este proyecto de investigación es crear
una tarjeta de conversión de señales que facilite la comunicación entre los surtidores
y el sistema de control de la compañía, para mantener el hardware actual denominado
iCSG3000, desarrollado por Intelcon System C.A, el cual se encarga de realizar
procesos de control de combustible a través de surtidores de gasolina comunes.
La tarjeta de conversión, realizada con componentes de bajo costo y diseño
sencillo, evitaría tener que hacer un cambio en el hardware que se implementa en la
mayoría de los surtidores de gasolina dentro del proyecto de la compañía. Obteniendo
como ventaja seguir con su implementación en esos surtidores compatibles.
Debido a que las tarjetas impresas que ya posee Intelcon System C.A. no
pueden ser modificadas, al crear la nueva tarjeta de conversión, la compañía no
tendría pérdida de material, únicamente tendría que implementar el resultado de este
proyecto de investigación, siendo mucho más económico que la modificación y
sustitución de las existentes.
6
En general, se puede decir que con el diseño e implementación de este
hardware se podrá:
- Evitar las pérdidas del material ya adquirido por la empresa.
- El sistema completo no limitaría a los clientes, pues abarca los tipos de
surtidores que están involucrados en este proyecto y, a su vez, abriría
nuevos mercados.
- Generar la solución del problema al lograr la comunicación de los
surtidores con las tarjetas iCSG3000 de Intelcon System C.A. para que
pueda seguir en el mercado.
1.4 Delimitación de la investigación
Las delimitaciones del estudio estarán compuestas por todos aquellos detalles en
cuanto al tiempo, procesos realizados en el trabajo de investigación y el lugar donde
se desarrollaría cada uno de ellos. A continuación se describe la delimitación de la
investigación.
1.4.1 Temática:
El siguiente proyecto de investigación estará enmarcado dentro del campo de
estudio de la Ingeniería Electrónica, específicamente en el área de Sistemas Digitales
de Control. Debido al principio de esta área que trata de recibir a través de una
entrada un pulso o señal, procesarla y ejecutar una salida. En este caso la entrada sería
la señal de comunicación serial enviada por el sensor de flujo del combustible, el
procesamiento se realizaría a través de un micro controlador previamente programado
7
y la salida sería el pulso que se desea obtener para la tarjeta de control (iCSG3000)
que ya posee Intelcon System C.A.
1.4.2 Geográfica:
El proyecto de investigación fue realizado en diversos pasos, y por ende, en
diversas ubicaciones. La parte de investigación, pruebas y construcción se realizaron
en el Laboratorio de Redes y Digitales y en la Biblioteca de la Universidad Nueva
Esparta, ubicada en la avenida Sur-7 de la Urb. Los Naranjos del Cafetal, Municipio
el Hatillo, Estado Miranda, y en Intelcon System C.A., compañía a través de la cual
se implementará la tarjeta de conversión de señales, ubicada en la calle 3-B de la
Urbina, Edificio COMINDÚ, Nivel Mezanina, Local OFC A-1, Caracas.
1.4.3 Temporal:
El tiempo que se llevó realizar el proyecto de investigación, 5 meses, desde el
mes de Octubre de 2011 hasta Febrero de 2012.
1.4.4 Técnica:
El proyecto fue diseñado con el fin de lograr la comunicación entre los surtidores
de nueva tecnología con el hardware de control diseñado por Intelcon System C.A.
Ya que la interfaz física de comunicación es TTL, las distancias serán muy
cortas, un máximo de un (1) metro de distancia por cables y la velocidad de
comunicación será 9.600 bps; tendrá un único puerto de comunicación serial (con
voltaje TTL) y enviará 2 señales de pulso. El hardware esta completamente acotado
únicamente al protocolo de los surtidores.
8
1.5 Limitaciones de la investigación
La limitante principal para el desarrollo de la tarjeta de conversión es
básicamente la conexión con la bomba de gasolina, pues se deben cumplir con ciertas
normas de seguridad para tomar las señales necesarias, al igual que permisos para
intervenir los surtidores y poder analizar las tramas de comunicación de los sensores
de flujo. Después de esto, otra limitante podría ser la disponibilidad de los
componentes electrónicos al momento de la construcción del diseño previamente
realizado. En Venezuela la disponibilidad de los componentes no siempre es segura,
en la mayoría de los casos es complicado poder conseguir exactamente lo que se
necesita.
9
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes de la Investigación
Reátegui Gabancho, Humberto (2007) “Sistema Redundante de supervisión
y control de despacho de combustibles de CB N°5 – Refinería Talara” Tesis
realizada para optar por el título de Ingeniero Electrónico en la Universidad Nacional
Mayor de San Marcos, Lima, Perú.
Resume que:
Los transmisores tienen como función principal procesar la señal que reciben
desde los sensores y ponerlos a disposición del operador en salidas físicas que son
aprovechadas por los periféricos y los sistemas supervisores.
Realiza tres acciones importantes:
1- Envía una señal pulsada a la bobina controlada del sensor provocando que el
tubo de flujo vibre.
2- Procesa las señales recibidas desde el sensor, realizando los cálculos que
permiten a través de los datos medidos (Flujo Másico, densidad y
temperatura) obtener una gran variedad de variables como flujo volumétrico,
presión, viscosidad. Además, esta señal es colocada en las salidas
(configurada) para ser utilizadas por los periféricos. El transmisor RFT9739
cuenta con las siguientes salidas para dispositivos periféricos:
10
- Frecuencia/pulsos
- Salidas de miliamperios
3- Permite la comunicación con operadores o con una sala de control y/o
supervisión. El transmisor cuenta con los siguientes puertos de comunicación:
- RS-485 (soporta protocolo Modbus y Hart)
- Bel 202 (soporta Protocolo Hart)
Cuenta con una salida de frecuencia/pulso, el cual se puede configurar
independientemente de las salidas analógicas. Puede indicar una de las siguientes
variables: flujo de masa, flujo volumétrico, masa total (inventario), volumen total
(inventario).
Algunas características de la salida de frecuencia/pulso:
- Tipo de onda: Onda Cuadrada 0-15 V.
- Aislamiento: +/- 50 VDC.
- Rango de frecuencia: 0-15 Khz
- Variable: flujo volumétrico
- Estado: Operativo
Este proyecto de investigación fue tomado como antecedente, ya que la
función principal de los componentes usados dentro de la investigación es procesar la
señal que reciben desde los sensores y ponerlos a disposición del operador en salidas
físicas que son aprovechadas por los periféricos y los sistemas supervisores.
11
Cerdeira Roxana y Fink-Finowicki Daniel (2007) “Desarrollo de un
prototipo de breakera electrónica programable para protección” Trabajo de
grado realizado para optar por el título de Ingeniero Electrónico de la Universidad
Nueva Esparta, Caracas, Venezuela.
Este Trabajo de Grado consistió en desarrollar una breakera Electrónica
programable para evitar aumentos de temperatura, quemado de los breakers o en caso
extremos la explosión de los mismos, cuando en estos circule corrientes mayores a las
que puede manejar, este equipo tiene opciones de configuración para evitar que
suceda lo antes mencionado, las cuales son máximo y mínimos de corrientes, voltaje
y temperatura.
Mediante este dispositivo se puede monitorear el consumo eléctrico de una
casa y también sus altas y bajas, sin que esto implique que éstas puedan dañar los
breakers y los dispositivos que éste maneja.
Mediante el monitoreo de temperatura nunca ocurre quemado ya que mediante
la programación el dispositivo corta el suministro de energía a través de un breaker
cuando éste se encuentra en una temperatura muy alta; el voltaje y la corriente
también son monitoreados, si la corriente o el voltaje suben drásticamente este
dispositivo corta el suministro de energía por completo para evitar daños.
Este proyecto fue tomado como antecedente ya que la forma de controlar esta
breakera es mediante microcontroladores, se utilizaron todos los aspectos de los
mismos, siendo así muy útil para la correcta programación de cada módulo.
12
Ayala-Hernández C.C. y Bauer-Mengelberg J.R (2010) Un sistema de
control de salidas de alumnos de escuelas (TACS). Articulo Arbitrado, aceptado
por Ingeniería Investigación y Tecnología del Colegio de Postgraduados, Montecillo,
Estado de México.
Uno de los temas que aquejan a los colegios es el peligro de que sea
secuestrado alguno de sus estudiantes o que alguien se lo lleve contra la voluntad de
uno de sus tutores. Sin embargo, la mayoría de los productos y servicios enfocados a
la seguridad en las escuelas no restringen la salida de alumnos cuando no los recoge
alguien autorizado para hacerlo.
Se describen los elementos fundamentales del sistema TACS (Total Access
Control for Schools) que provee una función de autorización que permitirá o
prohibirá la salida de un alumno de una escuela, basando dicho permiso en la
presencia de alguna persona autorizada para recogerlo, pero también en los datos del
entorno: día de la semana, mes, hora y como dato excepcional, si se trata de una
situación de emergencia.
Contempla un módulo especial para controlar los alumnos que viajan en
transporte escolar y agilizar la subida de los mismos al autobús apropiado. El sistema
forma parte de un esquema de seguridad adicional para escuelas, donde se
contemplan también las restricciones en los accesos a las áreas de la escuela.
Cuenta con los procesos para actualizar todos los datos, especialmente la
asignación de permisos para recoger a un alumno con las restricciones de entorno que
procedan y autorizar a los que a su vez delegan o asignan tales permisos. El énfasis e
interés principal del trabajo está en el diseño del modelo de datos que soporta estas
funciones y ofrece un soporte ágil a la función de decisión, objetivo del sistema, es
decir, la que autorizará o no la salida de un alumno. El sistema contempla las
13
conexiones con dispositivos para la autenticación de personas y la apertura de
puertas, pero no están implementadas.
Este artículo fue tomado como antecedente debido a que parte importante de
la investigación se basa en la utilización de distintos dispositivos electrónicos de
detección y autenticación de datos o personas, los cuales están relacionados al sistema
de control que implementa Intelcon System C.A., y a través de microcontroladores
logran controlar la salida de alumnos cuando los recoge alguien autorizado para
hacerlo.
2.2 Bases Teóricas
2.2.1 Surtidor de gasolina
Es una máquina, ubicada en una gasolinera, que es usada para ponerle
gasolina a los vehículos de transporte. El surtidor está compuesto por dos partes
principales: un pico electrónico (Figura Nº 1) que contiene un sistema que controla la
acción de la bomba y se comunica con el sistema interior para calcular las ventas, y
en segundo lugar, una sección mecánica compuesta por una bomba eléctrica y unas
válvulas que bombean el combustible.
El flujo del combustible es medido por unos codificadores rotatorios que
generan pulsos eléctricos o en algunos casos por señales de comunicación serial.
14
Figura Nº 1: Pico Electrónico de Gasolina Marca OPW 1”
Fuente: Industria Daisho (2009) (En Línea)
Debido a que los surtidores de gasolina (Figura Nº 2) son las máquinas
encargadas de distribuir dicho combustible al público, y ésta es una sustancia
peligrosa, los surtidores deben respetar rigurosas normas de seguridad. Dichas
normas son diferentes en varios países, y “pueden depender hasta cierto punto de
política”.
Normalmente, los surtidores individuales deben ser revisados o certificados
para que puedan operar después de su instalación, para observar si el surtidor exhibe
la misma cantidad que dispensa.
Figura Nº 2: Surtidor de combustible
Fuente: OLX (2010) (En Línea)
15
Según Dajes C. José (2011) “Los Surtidores y/o estaciones de servicios están
obligados a anunciar de manera visible los precios por litro de cada combustible que
ofrecen. Este precio deberá ser el mismo que el mostrado en cada “display” o
indicador de lectura del surtidor. Es necesario comprobar que la “calculadora” del
surtidor esté trabajando correctamente, para lo cual imaginémonos una compra de 4
BsF de un combustible que se ofrece a un precio de 0.097 BsF. Al final del despacho
el indicador deberá mostrar un volumen de venta de 4 / 0.097 = 41.237 litros. Como
se darán cuenta es tan sólo una simple división que se puede hacer manualmente o
con la ayuda de una calculadora de bolsillo”.
2.2.2 Sensor
Para Molina (2009), un sensor “no es más que un dispositivo diseñado para
recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud,
normalmente eléctrica, son capaces de cuantificar y manipular”.
Un sensor (Figura Nº 3) es un dispositivo electrónico, que detecta magnitudes
físicas o químicas provenientes de algún medio externo, llamadas variables de
instrumentación, y las cambia o transforma en magnitudes o señales eléctricas.
También se puede decir que es un tipo de transductor que transforma la magnitud que
se quiere medir o controlar, en otra, que facilite su medición.
Figura Nº 3: Ejemplo de Sensor (Sensor Infrarrojo)
Fuente: Direct Industry (2010) (En Línea)
16
Según Molina (2009), las características técnicas que definen el funcionamiento
de este dispositivo, son las siguientes:
- “Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el
que puede aplicarse el sensor.
- Precisión: es el error de medida máximo esperado.
- Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida
cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida
no llega a valores nulos de la variable de entrada,
habitualmente se establece otro punto de referencia para
definir el offset.
- Linealidad o correlación lineal.
- Sensibilidad: relación entre la variación de la magnitud de
entrada y la variación de la magnitud de salida.
- Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que
puede apreciarse en la salida.
- Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender
de cuanto varie la magnitud a medir.
- Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la
misma medida.”
17
2.2.3 Tipos de Sensores
2.2.3.1 Sensores Capacitivos
Según Vargas Marlin (2007) “Los sensores capacitivos funcionan de manera
opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las
oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel límite lo que activa el circuito
disparador que a su vez cambia el estado del switch. Y su principio de
funcionamiento consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor
el cual es una placa condensadora.”
Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona
a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el
objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo,
pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre
éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, el
oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado.
Estos sensores se utilizan sobre todo para detección de nivel de aceite, agua,
colorantes, harina, azúcar, leche en polvo, posicionamiento de cintas transportadoras,
detección de bobinas de papel, conteo de piezas metálicas y no metálicas, etc.
2.2.3.2 Sensores Inductivos
Los sensores de proximidad inductivos son detectores de posición
electrónicos, que dan una señal de salida sin contacto mecánico directo, estos
sensores detectan todo tipo de objetos metálicos. Y su principio de funcionamiento
18
consiste en una bobina cuya frecuencia de oscilación cambia al ser aproximado un
objeto metálico a su superficie axial.
Esta frecuencia es empleada en un circuito electrónico para conectar o
desconectar un tiristor y con ello, lo que esté conectado al mismo, de forma digital o,
analógicamente. Si el objeto metálico se aparta de la bobina, la oscilación vuelve a
empezar y el mecanismo recupera su estado original.
Estos sensores se utilizan en las condiciones de trabajo más difíciles donde
hay presente aceites, líquidos, polvos y vibraciones, entre algunas que se mencionan
están: herramientas, máquinas textiles, líneas transportadoras, industria automotriz,
etc.
2.2.3.3 Sensores de ultrasonido
Según Carletti Eduardo J. (2007), “Los medidores ultrasónicos de distancia
que se más se utilizan son, básicamente, un sistema de sonar. En el módulo de
medición, un emisor lanza un tren de pulsos ultrasónicos y espera el rebote, midiendo
el tiempo entre la emisión y el retorno, lo que da como resultado la distancia entre el
emisor y el objeto donde se produjo el rebote. Se pueden señalar dos estrategias en
estos medidores: los que tienen un emisor y un receptor separados y los que alternan
la función (por medio del circuito) sobre un mismo emisor/receptor piezoeléctrico.”
2.2.4 Sensor de flujo
Es un dispositivo (Figura Nº4), instalado generalmente en tuberías para poder
determinar la cantidad de líquidos o gas que por ellas circulan o pueden ser también
del tipo apagados/encendidos y sólo determinarán entonces si el líquido o gas circula
por la tubería.
19
Sus aplicaciones típicas incluyen detección de flujo de aire en sistemas de
enfriamiento ambiental, aceite en sistemas hidráulicos, de lubricación y cajas de
engranajes; fluidos en sistemas de refrigeración y calefacción, aplicaciones en
bombas de transferencia y carga de combustible, y sistemas de agua potable y aguas
servidas.
Figura Nº 4: Sensor de Flujo
Fuente: Acquasur (2010) (En Línea)
En la instalación de equipos de flujo este sensor es un elemento muy
importante para la seguridad en el servicio y funcionamiento.
El fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende
de la velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una
bobina magnética, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor
de frecuencia, un contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas lecturas
puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades de flujo desde 0.02 L/min
hasta algunos miles de L/min se pueden medir con fluxómetros de turbina de varios
tamaños.
2.2.5 Encoders
Un encoder (Figura Nº 5) es un sensor electro-opto-mecánico que unido a un
eje, generan señales digitales en respuesta al movimiento. Su fin es actuar como un
dispositivo de realimentación en sistemas de control integrado.
20
Existen dos tipos, uno que responde a la rotación, y otro que responde al
movimiento lineal. Cuando son usados en conjunto con dispositivos mecánicos tales
como engranajes, ruedas de medición o flechas de motores, estos pueden ser
utilizados para medir movimientos lineales, velocidad y posición.
Figura Nº 5: Encoder Óptico
Fuente: YCOA Mediciones Industriales (2007) (En línea)
2.2.6 Protocolos de comunicación
Según la Facultad de Ciencias de la Universidad de Los Andes (ULA) de
Venezuela los protocolos “son como reglas de comunicación que permiten el flujo de
información entre computadoras distintas que manejan lenguajes distintos”. Por
ejemplo, dos computadores conectados en la misma red pero con protocolos
diferentes no podrían comunicarse jamás, para que eso suceda, es necesario que
ambas “hablen” el mismo idioma, por tal sentido, fue creado el protocolo TCP/IP,
para las comunicaciones en Internet. Para que cualquier computador se conecte a
Internet, es necesario que tenga instalado este protocolo de comunicación.
Debido a lo complejo que es la interconexión de ordenadores, se ha tenido que
dividir todos los procesos necesarios para realizar las conexiones en diferentes
niveles. Cada nivel se ha creado para dar una solución a un tipo de problema
particular dentro de la conexión. Cada nivel tendrá asociado un protocolo, el cual
entenderán todas las partes que formen parte de la conexión.
21
Diversas empresas han dado diferentes soluciones a la conexión entre
ordenadores, implementando diferentes familias de protocolos, y dándole diferentes
nombres (DECnet, TCP/IP, IPX/SPX, NETBEUI, etc.).
Todos los protocolos reconocidos como “propios de Internet” han de ser
organizados y dirigidos de alguna manera. Esto es el objetivo principal del IETF
(Internet Engineering Task Force), que es una gran comunidad abierta formada por
diseñadores de redes, operadores, usuarios, etc. Todos los protocolos agrupados
normalmente bajo el nombre TCP/IP son estándares de Internet cuyo desarrollo
depende del IETF. Las actividades que realiza el IETF se dividen en distintos grupos,
llamados Working Groups (WG) o grupos de trabajo con finalidades específicas, los
cuales se clasifican en distintas áreas comunes (Aplicaciones, seguridad,
estandarización, servicios de transporte, etc.). El IESG (Internet Engineering Steering
Group) se encarga de coordinar y dirigir al IETF por medio de los directores de área,
que controlan las actividades número de los Working Groups que se encuentren
dentro de cada área.
Aquí se nombran algunos tipos de protocolos:
- HDLC: (High-Level Data Link Control) es un protocolo orientado a bit
del nivel de enlace. HDLC fue especificado por la ISO, luego de que IBM
a mediados de 1973 anunciara que en sus productos de comunicaciones
trabajarán con un protocolo denominado SDLC (Synchronous Data Link
Control), basado en un entorno centralizado (por sondeo) y estrategias de
envío continuo y repetición
- RED DE PUNTO A PUNTO: La red punto a punto (Figura Nº 6) se
forma mediante múltiples conexiones punto a punto entre pares de
máquinas. Para que un mensaje llegue a su destino, puede tener que pasar
22
por uno o varios nodos intermedios. Habitualmente, existe más de un
camino, cada uno con su longitud.
Figura Nº 6: Red Punto a Punto
Fuente: Bulmaro Noguera (2011) (En línea)
- SISTEMA ETHERNET: Este tipo de tecnología es la más utilizada en
redes de área local (LAN). La RED Ethernet apareció por primera vez en
1970 por parte de la empresa Xerox con una velocidad, en ese entonces,
de 2.94 Mbps velocidad muy alta para tal época.
- SISTEMA FDDI (Fiber Distributed Data Interfase): Este equipo de red
utiliza la fibra óptica como principal medio de transmisión en redes de
configuración en anillo (Figura Nº 7), surgió gracias a la necesidad de
transmisiones cada vez superiores y que sobre el mismo medio se
involucran vídeo y gráficos, los cuales utilizan millones de bits en
imágenes de tiempo muy cortos, sin que se genere retardos en la entrega
de información a otros equipos.
23
Figura Nº 7: Sistema FDDI
Fuente: Axarnet (2007) (En línea)
- SISTEMA ATM (Asinchronous Transfer Mode): ésta también es una
tecnología de red diseñada para alta velocidad de transferencia de datos.
ATM define una estructura física de 53 bytes, denominada celda, la cual
puede ser usada para transmitir voz, datos y vídeo en tiempo real, todo
sobre el mismo cable en forma simultánea.
2.2.7 Puerto
Es una forma genérica de denominar a una interfaz a través de la cual los
diferentes tipos de datos se pueden enviar y recibir. Dicha interfaz puede ser de tipo
físico, o puede ser a nivel de software, en cuyo caso se usa frecuentemente el término
puerto lógico.
2.2.8 Puerto Serie o Serial
Es una interfaz de comunicaciones entre ordenadores y periféricos. El puerto
serie que mas se usa, o el mas común, es el RS-232 (Figura Nº 8) que utiliza cableado
simple desde 3 hilos hasta 25 y que conecta ordenadores o microcontroladores a todo
tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por ratones. La
24
interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el
integrado 82C50. El RS-232 original tenía un conector tipo D de 25 pines, sin
embargo, la mayoría de dichos pines no se utilizaban por lo que IBM incorporó desde
su PS/2 un conector más pequeño de solamente 9 pines, que es el que actualmente se
utiliza. En Europa la norma RS-422, de origen alemán, es también un estándar muy
usado en el ámbito industrial.
Figura Nº 8: Puerto Serie RS-232
Fuente: Micropic (2009) (En Línea)
Uno de los defectos de los puertos serie era su lentitud en comparación con
los puertos paralelos, pero, con el paso de los años, han ido apareciendo multitud de
puertos serie de alta velocidad que los hace muy interesantes ya que tienen la ventaja
de un menor cableado y solucionan el problema de la velocidad. Son más baratos ya
que usan la técnica del par trenzado. El puerto RS-232 e incluso multitud de puertos
paralelos están siendo reemplazados para algunas aplicaciones específicas, por
nuevos puertos serie como el USB, el Firewire o el Serial ATA.
Los puertos serie sirven para comunicar al computador con la impresora, el
mouse o un módem, sin embargo, el puerto USB sirve para todo tipo de periféricos,
como teclados mouses, discos duros externos, conexiones bluetooth, entre otros. Los
puertos SATA (Serial ATA) tienen la misma función que los IDE, (a éstos se conecta,
el disco duro, lector/quemador de CD y DVD) pero los SATA cuentan con una mayor
velocidad de transferencia de datos.
25
Existen dos formas de intercambiar información binaria: paralela y serial. La
comunicación paralela transmite todos los bits de un dato de manera simultánea, por
lo tanto la velocidad de transferencia es rápida, sin embargo tiene la desventaja de
utilizar una gran cantidad de líneas, por lo tanto se vuelve más costoso y tiene las
desventaja de atenuarse a grandes distancias, por la capacitancia entre conductores así
como sus parámetros distribuidos.
2.2.9 Comunicación serial
En el mundo actual, según National Instruments (2011), la comunicación
serial “es un protocolo muy común (no hay que confundirlo con el Bus Serial de
Comunicación, o USB) para comunicación entre dispositivos que se incluye de
manera estándar en prácticamente cualquier computadora. Puede ser utilizada para
adquisición de datos si se usa en conjunto con un dispositivo remoto de muestreo”.
El concepto de comunicación serial es sencillo. El puerto serial envía y recibe
información de manera secuencial, es decir, enviando un sólo bit a la vez. Aun y
cuando esto es más lento que la comunicación en paralelo, que permite la transmisión
de un byte completo por vez, este método de comunicación es más sencillo y puede
alcanzar mayores distancias. Típicamente, la comunicación serial se utiliza para
transmitir datos en formato ASCII.
Se utilizan tres (3) líneas de comunicación para que esta se cumpla, y son: la
línea de tierra (GND), línea de transmisión (TX) y la línea de recepción (RX). Debido
a que la transmisión es asíncrona, es posible enviar datos por una línea mientras se
reciben datos por otra. Existen otras líneas disponibles para realizar handshaking, o
intercambio de pulsos de sincronización, pero no son requeridas. Según National
Instruments, “las características más importantes de la comunicación serial son la
26
velocidad de transmisión, los bits de datos, los bits de parada, y la paridad. Para que
dos puertos se puedan comunicar, es necesario que las características sean iguales”.
En el Sistema de Control de Combustible Fronterizo (SISCCOMBF) empleado
por Intelcon System C.A, se utiliza este tipo de comunicación, pero es obtenido a
través de tecnología TTL, que según el portal web de Unicrom (2011), es “una
tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los que los
elementos de entrada de la red lógica son transistores, así como los elementos de
salida del dispositivo”.
En cuanto a la comunicación serial existen diversas características como la
velocidad de transmisión, los bits de datos, bits de parada y la paridad. Todas estas
características están detalladas a continuación por National Instruments de la
siguiente manera:
a. Velocidad de transmisión (baud rate): Indica el número de bits por segundo
que se transfieren, y se mide en baudios (bauds). Por ejemplo, 300 baudios
representa 300 bits por segundo. Cuando se hace referencia a los ciclos de
reloj se está hablando de la velocidad de transmisión. Por ejemplo, si el
protocolo hace una llamada a 4800 ciclos de reloj, entonces el reloj está
corriendo a 4800 Hz, lo que significa que el puerto serial está muestreando las
líneas de transmisión a 4800 Hz. Las velocidades de transmisión más
comunes para las líneas telefónicas son de 14400, 28800, y 33600. Es posible
tener velocidades más altas, pero se reduciría la distancia máxima posible
entre los dispositivos. Las altas velocidades se utilizan cuando los dispositivos
se encuentran uno junto al otro, como es el caso de dispositivos GPIB.
b. Bits de datos: Se refiere a la cantidad de bits en la transmisión. Cuando la
computadora envía un paquete de información, el tamaño de ese paquete no
27
necesariamente será de 8 bits. Las cantidades más comunes de bits por
paquete son 5, 7 y 8 bits. El número de bits que se envía depende en el tipo de
información que se transfiere. Por ejemplo, el ASCII estándar tiene un rango
de 0 a 127, es decir, utiliza 7 bits; para ASCII extendido es de 0 a 255, lo que
utiliza 8 bits. Si el tipo de datos que se está transfiriendo es texto simple
(ASCII estándar), entonces es suficiente con utilizar 7 bits por paquete para la
comunicación. Un paquete se refiere a una transferencia de byte, incluyendo
los bits de inicio/parada, bits de datos, y paridad. Debido a que el número
actual de bits depende en el protocolo que se seleccione, el término paquete se
usa para referirse a todos los casos.
c. Bits de parada: Usado para indicar el fin de la comunicación de un sólo
paquete. Los valores típicos son 1, 1.5 o 2 bits. Debido a la manera como se
transfiere la información a través de las líneas de comunicación y que cada
dispositivo tiene su propio reloj, es posible que los dos dispositivos no estén
sincronizados. Por lo tanto, los bits de parada no sólo indican el fin de la
transmisión sino además dan un margen de tolerancia para esa diferencia de
los relojes. Mientras más bits de parada se usen, mayor será la tolerancia a la
sincronía de los relojes, sin embargo la transmisión será más lenta.
d. Paridad: Es una forma sencilla de verificar si hay errores en la transmisión
serial. Existen cuatro tipos de paridad: par, impar, marcada y espaciada. La
opción de no usar paridad alguna también está disponible. Para paridad par e
impar, el puerto serial fijará el bit de paridad (el último bit después de los bits
de datos) a un valor para asegurarse que la transmisión tenga un número par o
impar de bits en estado alto lógico. Por ejemplo, si la información a transmitir
es 011 y la paridad es par, el bit de paridad sería 0 para mantener el número de
bits en estado alto lógico como par. Si la paridad seleccionada fuera impar,
entonces el bit de paridad sería 1, para tener 3 bits en estado alto lógico. La
28
paridad marcada y espaciada en realidad no verifican el estado de los bits de
datos; simplemente fija el bit de paridad en estado lógico alto para la marcada,
y en estado lógico bajo para la espaciada. Esto permite al dispositivo receptor
conocer de antemano el estado de un bit, lo que serviría para determinar si hay
ruido que esté afectando de manera negativa la transmisión de los datos, o si
los relojes de los dispositivos no están sincronizados.
2.2.9.1 Tipos de comunicación serial:
Existen dos tipos de comunicaciones serial:
La síncrona y asíncrona
En la comunicación serial síncrona, se necesitan 2 líneas, una línea sobre la
cual se transmitirán los datos y otra que contendrá los pulsos de reloj que indicarán
cuando un dato es válido.
Ejemplos: de este tipo de comunicación son los protocolos:
- I2C (Inter Integrated Circuit)
- SPI (Serial Peripherical Interface)
En la comunicación serial asíncrona, no son necesarios los pulsos de reloj. La
duración de cada bit está determinada por la velocidad con la cual se realiza la
transferencia de datos.
La siguiente figura muestra la estructura de un carácter que se trasmite en
forma serial asíncrono.
29
Figura Nº 9: Transmisión serial asíncrona.
Fuente: Microcontroladores PIC (2007)
Normalmente cuando no se realiza ninguna transferencia de datos, la línea del
transmisor se encuentra en estado de Idle, esto quiere decir en un estado alto.
Para iniciar la transmisión de datos, el transmisor coloca esta línea en bajo
durante un determinado tiempo, a lo cual se le conoce como bit de arranque (Start
bit), luego empieza a transmitir en un intervalo de tiempo fijo, los bits
correspondientes al dato, empezando siempre por el BIT menos significativo (LSB),
y terminando con el BIT más significativo (HSB).
Si el receptor no está sincronizado con el transmisor, éste desconoce cuándo
se van a recibir los datos.
Por lo tanto, el transmisor y el receptor deberán tener los mismos parámetros
de velocidad, paridad, número de bits del dato transmitido y de BIT de parada.
En circuitos digitales, cuyas distancias son relativamente cortas, se puede
manejar transmisiones en niveles lógicos TTL (0-5V), pero cuando las distancias
aumentan, estas señales tienden a distorsionarse debido al efecto capacitivo de los
conductores y su resistencia eléctrica. El efecto se incrementa a medida que se
incrementa la velocidad de la transmisión.
30
Todo esto origina que los datos recibidos no sean igual a los datos
transmitidos, por lo que no se puede permitir la transferencia de datos.
Una de las soluciones más lógicas, es aumentar los márgenes de voltaje con
que se transmiten los datos, de tal manera que las perturbaciones por causa de la línea
se puedan corregir.
2.2.9.2 La norma RS-232
Ante la gran variedad de equipos, sistemas y protocolos que existen surgió la
necesidad de un acuerdo que permitiera a los equipos de varios fabricantes
comunicarse entre sí. La EIA (Electronics Industry Association) elaboró la norma
RS-232, la cual define la interface mecánica, los pines, las señales y los protocolos
que debe cumplir la comunicación serial.
Todas las normas RS-232, según Electronics Industry Association, cumplen
con los siguientes niveles de voltaje:
- Un “1” lógico es un voltaje comprendido entre –5v y –15v en el transmisor y
entre -3v y –25v en el receptor.
- Un “0” lógico es un voltaje comprendido entre +5v y +15 v en el trasmisor y
entre +3v y +25 v en el receptor.
El envío de niveles lógicos (bits) a través de cables o líneas de transmisión
necesita la conversión a voltajes apropiados. En los microcontroladores para
representar un “0” lógico se trabaja con voltajes inferiores a 0.8V y para un “1”
lógico se trabaja con voltajes mayores a 2V. En general cuando se trabaja con
31
familias TTL y CMOS se asume que un “0” lógico es igual a 0V y un “1” lógico es
igual a 5V.
La importancia de conocer esta norma, radica en los niveles de voltaje que
maneja el puerto serial del ordenador, ya que son diferentes a los que utilizan los
microcontroladores y los demás circuitos integrados. Por lo tanto se necesita de una
interface que haga posible la conversión de niveles de voltaje a los estándares
manejados por los CI TTL.
2.2.10 Micro-controladores
Para Parallax (2009) un micro-controlador es “un circuito integrado que
contiene muchas de las mismas cualidades que una computadora de escritorio, tales
como la CPU, la memoria, etc., pero no incluye ningún dispositivo de “comunicación
con humanos”, como monitor, teclados o mouse”. Los microcontroladores son
diseñados para aplicación de control de máquinas, es decir, se les programa con una
finalidad y estos deben cumplir con lo que se le indique; sus usos son diversos, se les
puede encontrar en cosas tan simples como un juguete para niños hasta en satélites y
cohetes espaciales.
Los microcontroladores (Figura Nº 10) son computadores digitales integrados
en un chip que cuentan con un microprocesador o unidad de procesamiento central
(CPU), una memoria para almacenar el programa, una memoria para almacenar datos
y puertos de entrada salida. A diferencia de los microprocesadores de propósito
general, como los que se usan en los computadores PC, los microcontroladores son
unidades autosuficientes y más económicas.
32
Figura Nº 10: Microcontroladores
Fuente: Méndez, Mariano H. (2010) (En Línea)
El funcionamiento de los microcontroladores está determinado por el
programa almacenado en su memoria. Este puede escribirse en distintos leguajes de
programación. Además, la mayoría de los microcontroladores actuales pueden
reprogramarse repetidas veces.
Por las características mencionadas y su alta flexibilidad, los
microcontroladores son ampliamente utilizados como el cerebro de una gran variedad
de sistemas embebidos que controlan máquinas, componentes de sistemas complejos,
como aplicaciones industriales de automatización y robótica, demótica, equipos
médicos, sistemas aeroespaciales, e incluso dispositivos de la vida diaria como
automóviles, hornos de microondas, teléfonos y televisores.
2.2.10.1 Características de los microcontroladores.
- Unidad de Procesamiento Central (CPU): Típicamente de 8 bits, pero
también las hay de 4, 32 y hasta 64 bits con arquitectura Harvard, con
memoria/bus de datos separada de la memoria/bus de instrucciones de
programa, o arquitectura de von Neumann, también llamada arquitectura
33
Princeton, con memoria/bus de datos y memoria/ bus de programa
compartidas.
- Memoria de programa: Es una memoria ROM (Read-Only Memory),
EPROM (Electrically Programable ROM), EEPROM (Electrically
Erasable/Programable ROM) o Flash que almacena el código del
programa que típicamente puede ser de 1 kilobyte a varios megabytes.
- Memoria de datos: Es una memoria RAM (Random Access Memory) que
típicamente puede ser de 1, 2 4, 8, 16, 32 kilobytes.
- Generador del reloj: Usualmente un cristal de cuarzo de frecuencias que
genera una señal oscilatoria de entre 1 a 40 MHz, o también resonadores
o circuitos RC.
- Interfaz de Entrada/Salida: Puertos paralelos, seriales (UARTs, Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit),
Interfaces de Periféricos Seriales (SPIs, Serial Peripheral Interfaces), Red
de Área de Controladores (CAN, Controller Area Network), USB
(Universal Serial Bus).
• Otras opciones:
- Conversores Analógico-Digital (A/D, analog-to-digital) para convertir un
nivel de voltaje en un cierto pin a un valor digital manipulable por el
programa del microcontrolador.
34
- Moduladores por ancho de pulso (PWM, Pulse-Width Modulation) para
generar ondas cuadradas de frecuencia fija pero con ancho de pulso
modificable.
La alta integración de subsistemas que componen un microcontrolador reduce
el número de chips, la cantidad de pistas y espacio que se requeriría en un circuito
impreso si se implementase un sistema equivalente usando chips separados.
Un aspecto de especial interés para el desarrollador de circuitos basados en
microcontroladores son las interfaces de entrada/salida. A través de los pines del chip
asociados a las interfaces de entrada/salida el microcontrolador puede interactuar con
otros circuitos externos enviándoles señales de comando o recibiendo estímulos
correspondientes a variables externas. Por lo general varios pines de datos son
bidireccionales, es decir pueden configurarse como entradas o salidas.
Cuando son entradas, pueden adquirir datos interpretando el valor de voltaje
como un valor lógico 0 o 1, mientras que cuando son salidas pueden entregar una
señal binaria de voltaje cuya magnitud dependerá del valor lógico 0 o 1.
Monitoreando el valor de las entradas, el microcontrolador puede responder a eventos
externos y realizar una cierta acción, como variar las señales de salida de acuerdo al
valor en las entradas. Para responder a eventos externos, los microcontroladores
cuentan con un recurso conocido como interrupciones.
Las interrupciones son señales que se generan internamente en el
microcontrolador que detienen la ejecución normal del programa para ejecutar alguna
subrutina de respuesta al evento. Una vez ejecutada la subrutina de interrupción la
ejecución del programa continúa en el punto en que se encontraba antes de generarse
la interrupción. Un ejemplo típico es el de un botón pulsador conectado a un pin de
entrada. Una vez pulsado, se genera una señal de interrupción que iniciará la
35
ejecución de la subrutina de interrupción, que por ejemplo podría activar un pin de
salida para encender un led.
No todas las interrupciones necesariamente están asociadas al cambio del
estado de los pines de entrada. También hay interrupciones que pueden estar
asociadas al valor de una entrada AD, o al cumplimiento de un periodo de tiempo
fijado por un timer o temporizador. Estas características dependerán del modelo del
microcontrolador empleado.
2.2.10.2 Proceso de desarrollo:
Esta etapa consiste en escribir y compilar el programa que determinará las
acciones del microcontrolador y su funcionamiento. Existen distintas maneras de
desarrollar el programa, dependiendo del lenguaje inicial que se utiliza para escribir
el programa:
• Desarrollo de software: Esta etapa corresponde a la escritura y
compilación/ensamblaje del programa que regirá las acciones del microcontrolador y
los sistemas periféricos conectados a este.
• Lenguaje Assembly - Lenguaje de Máquina/Código Objeto
(.asm) → Ensamblador → (.hex, .o, .bin, .coff)
• Lenguaje de Alto Nivel - Lenguaje Assembly - Lenguaje de
Máquina/Código Objeto
(.c, .cpp) → Compilador → (.asm) → ensamblador → (.hex, .o, .bin, .coff)
36
En la figura Nº 11 se muestran las dos alternativas típicas que tiene el
desarrollador para generar el código de máquina que es entendido por el
microcontrolador.
Figura Nº 11: Etapas del desarrollo de software.
Fuente: Microcontroladores PIC (2007)
El método básico es escribir el programa en lenguaje Assembly (lenguaje de
Ensamblador) en un archivo de texto con extensión .asm y luego utilizar una
programa ensamblador (Assembler) para generar un archivo en lenguaje de máquina,
también denominado código de máquina o código objeto (object code), compuesto
por instrucciones en código binario que son directamente entendidas por la CPU del
microcontrolador. El ensamblador normalmente genera un archivo con extensión .hex
(por hexadecimal), o .bin (por binario), o .coff (common object file format)
dependiendo del ensamblador. El lenguaje Assembly se compone de instrucciones
mnemónicas de bajo nivel, es decir que están ligadas a las características del
microcontrolador y con un número mínimo o nulo de abstracciones. Al carecer de
abstracciones, el lenguaje Assembly es más difícil de emplear, requiere experiencia y
un mayor tiempo de desarrollo. La ventaja es que el código de máquina generado a
partir de un programa escrito en lenguaje de máquina es por lo general más eficiente,
37
ya que el programa se desarrolla en un nivel cercano a las características del
hardware.
Otra alternativa es emplear un lenguaje de alto nivel con una mayor cantidad
de abstracciones, la cuales son más fáciles de usar y reducen los tiempos de
desarrollo. Tal vez los lenguajes de alto nivel más comunes para la programación de
controladores es el C y C++, pero también existen otros lenguajes variantes del
BASIC y el Pascal. Una vez escrito el programa en el lenguaje de alto nivel, será
necesario emplear un compilador para traducirlo, ya sea a lenguaje de Ensamblador o
directamente a lenguaje de máquina. Es importante considerar que el código de
Ensamblador generado por los compiladores tiende a ser más largo e ineficiente que
aquel directamente desarrollado en lenguaje de Ensamblador. Esta desventaja puede
ser crítica en ciertas aplicaciones que requieren un programa compacto y de una alta
velocidad de ejecución. Un vez que el compilador ha generado el código de
Ensamblador (.asm), será necesario utilizar un ensamblador para generar el código
binario de máquina.
• Programación del microcontrolador: En esta etapa el código de máquina
correspondiente al programa desarrollado en la etapa anterior se descarga en la
memoria del microcontrolador.
Este proceso corresponde a utilizar un programa en el PC que toma el código
ensamblado (.hex, .o, .bin, .coff) para el microcontrolador específico, y lo envía
mediante algún puerto (serial, paralelo, USB, etc.) a un dispositivo que lo escribe en
la memoria del microcontrolador llamado quemador de PICs o Microcontroladores.
En la figura Nº 12 se muestran las componentes involucradas en el proceso de
programación del microcontrolador. Es importante mencionar que no deben
confundirse los términos desarrollo o programación del software y programación del
38
microcontrolador, el primero se refiere a escribir el programa, mientras que el
segundo se refiere transferir el código de máquina a la memoria del microcontrolador.
Figura Nº 12: Programación del microcontrolador.
Fuente: Microcontroladores PIC (2007)
• Prueba y verificación: Por último, el microcontrolador debe conectarse al
circuito base y someterse a pruebas para verificar el funcionamiento correcto del
programa.
Una vez programado el microcontrolador, se puede instalar en el circuito final
para comprobar su adecuado funcionamiento. Existen herramientas de software que
permiten simular el comportamiento de un microcontrolador, muy útiles cuando el
programa alcanza cierta complejidad. Para resolver problemas en un circuito real, el
instrumento más utilizado es el analizador lógico.
2.2.11 Transductores
Un transductor es un dispositivo que transforma o convierte un determinado
tipo de variable física de entrada, en otra diferente a la salida.
39
El Prisma (2008), define transductor de la siguiente manera: “existen otros
dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian señales, para la
mejor medición de variables en un determinado fenómeno. Es un dispositivo que
transforma un tipo de variable física (por ejemplo, fuerza, presión, temperatura,
velocidad, etc.) en otro.”
Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de
interés. Algunos de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los
calibradores de tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares
(temperaturas), los velocímetros (velocidad).
Cualquier sensor o transductor necesita estar calibrado para ser útil como
dispositivos de medida. La calibración es el procedimiento mediante el cual se
establece la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida. Los
transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo de
la forma de la señal convertida.
2.2.10.1 Tipos de transductores
- Transductores analógicos: proporcionan una señal analógica continua, por
ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como
el valor de la variable física que se mide.
- Transductores digitales: Los transductores digitales producen una señal de
salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o
formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas. En una u
otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable
medida. Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más
40
compatibles con las computadoras digitales que los sensores analógicos
en la automatización y en el control de procesos.
2.2.10.2 Características deseables de los transductores
- Exactitud: La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese
posible. Se entiende por exactitud que el valor verdadero de la variable
se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o negativos en la
medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error
entre el valor real y el valor detectado tenderá a ser cero.
- Precisión: La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese
posible. La precisión significa que existe o no una pequeña variación
aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los valores de
una serie de mediciones será mínima.
- Rango de funcionamiento: El sensor debe tener un amplio rango de
funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el rango.
- Velocidad de respuesta: El transductor debe ser capaz de responder a los
cambios de la variable detectada en un tiempo mínimo. Lo ideal sería
una respuesta instantánea.
- Calibración: El sensor debe ser fácil de calibrar. El tiempo y los
procedimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de calibración
deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una
recalibración frecuente. El término desviación se aplica con frecuencia
41
para indicar la pérdida gradual de exactitud del sensor que se produce con
el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su re-calibración.
- Fiabilidad: El sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto
a fallos frecuentes durante el funcionamiento.
2.2.12 Sistemas de control
Ogata Katsuhiko (2007) señala con respecto a los sistemas de control, que los
mismos “proporcionan los medios para conseguir un comportamiento óptimo de los
sistemas dinámicos, mejorar la productividad, simplificar el trabajo de muchas
operaciones manuales repetitivas y rutinarias, así como de otras actividades”.
El autor antes mencionado, propone la siguiente clasificación de los sistemas de
control:
- Los sistemas de control se clasifican básicamente en
sistemas de lazo abierto y sistemas de lazo cerrado.
- En los sistemas de lazo abierto la señal de salida no
tiene influencia sobre la entrada. El proceso se ejecuta
estableciendo las condiciones iníciales necesarias para obtener un
resultado determinado.
- Si por acción de la variación de las condiciones
externas al sistema no se logra el resultado deseado, no hay
posibilidad de poderlos cambiar durante el proceso.
En cambio, en los sistemas de lazo cerrado la señal de salida tiene influencia
sobre la entrada, es decir, que si existe una desviación entre la salida real y la
42
deseada, se realizan los ajustes necesarios para aproximarlas lo más posible, ya que
aquí si existe realimentación de información.
Para Ogata Katsuhiko (2007) los sistemas modernos de control se basan en el
concepto de lazo o bucle cerrado. En el mismo, cíclicamente se realizan las siguientes
tareas durante el proceso:
1- Captación del valor de las señales de entrada a través de los sensores y los
dispositivos de entrada respectivos.
2- Evaluación o procesamiento de los valores recibidos en comparación con
los valores deseados.
3- Si es necesario, generación de una respuesta correctiva por parte del
actuador final.
El autor en referencia, sostiene que, los sensores o detectores captan las
entradas procedentes del proceso y entorno externo. Estos transductores convierten la
información física real, como tensión, temperatura, posición, etcétera, en una señal
que generalmente es de tipo eléctrico.
Los sensores suelen clasificarse en función de la magnitud que miden
(temperatura, intensidad, velocidad, nivel, etcétera). Asimismo, las señales que
entregan pueden ser del tipo analógico o digital, incluyéndose en este último grupo
los que detectan estados ON / OFF, como por ejemplo los límites de carrera.
Según Ogata Katsuhiko (2007), una señal analógica “tiene la capacidad adquirir
un número ilimitado de valores, dentro de un rango limitado por un máximo y un
43
mínimo. Por ejemplo son las generadas por sensores de presión, temperatura, peso,
flujo de caudal.”(p.83)
En cambio, una señal digital sólo puede adquirir un número determinado de
valores. Los mismos habitualmente se codifican empleando un sistema binario de
numeración (basado en dos valores: 0 y 1). Habitualmente estos ceros y unos se
agrupan en conjuntos de 8 ó 16 dígitos binarios (8 y 16 bits), formando valores
interpretables por el autómata.
2.3 Definición de términos básicos
Este segmento permitirá leer acerca de las definiciones o términos básicos, los
cuales prestarán soporte y servirán como ayuda para entender diversos términos a lo
largo de la investigación.
A
Asíncrono: Es todo aquello que no posee intervalo de tiempo constante entre cada
evento. Según Glen White (2009) asíncrono, “es un componente de frecuencia en una
firma de vibración, que no es un múltiplo entero de la velocidad de revolución o un
armónico de la misma.”
Automatización: Según QuimiNet (2008), la automatización se refiere a “una
amplia variedad de sistemas y procesos que operan con mínima o sin intervención del
ser humano. Un sistema automatizado ajusta sus operaciones en respuesta a cambios
en las condiciones externas en tres etapas: mediación, evaluación y control.”
44
B
Base de datos: Es una colección de información organizada de forma que un
programa de ordenador pueda seleccionar rápidamente los fragmentos de datos que
necesite.
Bit: Un bit es una señal electrónica que puede estar encendida con un “1” lógico o
apagada con un “0”. Es la unidad más pequeña de información que utiliza un
ordenador. Son necesarios 8 bits para crear un byte.
C
Circuitos Integrados: Según Enciclonet (2008), un circuito integrado “es un circuito
formado por elementos tales como diodos, transistores, resistencias y condensadores,
los cuales están interconectados y ubicados en una pastilla de silicio. Es de unas
dimensiones muy reducidas y sus elementos no se pueden separar.”
Combustible: Definido por Esparza Félix (2005) como “toda sustancia que emite o
desprende energía por combustión controlada (energía química) o escisión nuclear
(energía nuclear) capaz de plasmar su contenido energético en trabajo. Es también
cualquier sustancia capaz de arder en determinadas condiciones (necesitará un
comburente y una energía de activación)”.
Comburente: Es toda aquella sustancia que participa en la combustión oxidando al
combustible.
Corriente eléctrica: La corriente eléctrica, según García A. José A. (2007) “no es
otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico
45
cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de
suministro de fuerza electromotriz (FEM).”
CPU: Central Processing Unit o unidad central de procesamiento, es conocida como
el cerebro del ordenador, es donde se realiza la mayor cantidad de cálculos. Es el
elemento más importante dentro de un sistema informático.
D
Diodo: Es un componente electrónico que deja pasar la corriente de una batería o
fuente de alimentación cuando se conecta el ánodo al positivo y el cátodo al negativo,
oponiéndose al paso de corriente si se conecta al contrario.
F
Firewire: Según Miró O. Ignacio (2008) “es uno de los estándares de periféricos más
rápidos que se han desarrollado”, su velocidad hace que sea la interfaz más usada
para periféricos del sector multimedia como audio y video. “Firewire ofrece una
transferencia de datos 16 veces superior a la ofrecida por el USB, y se ampliará en los
próximos tiempos.”
Frecuencia: Es el número de períodos o ciclos alcanzados en un tiempo determinado.
Fusible: Según Tamiet Luis (2010) “El fusible es básicamente un filamento o lámina
de aleación metálica con un bajo punto de fusión minuciosamente calculado,
colocado dentro de un soporte adecuado según los requerimientos de montaje, y está
diseñado para fundirse o ("quemarse") por efecto Joule, cuando la corriente que pasa
por él, alcanza determinado valor”. Con el propósito de evitar, que un cortocircuito o
exceso de consumo por falla de algún elemento, pueda sobrecargar otros
46
componentes, circuitos o incluso la propia red eléctrica donde se encuentra
conectado, evitando así daños mayores.
H
Handshaking: ó intercambio de pulsos de sincronización, es un proceso que
requieren los métodos de comunicación, que son usados, por ejemplo, cuando el
receptor se sobrecarga de información. Según Gómez N. Virgilio (1.999), se le llama
handshaking a “la coordinación de operaciones entre la parte transmisora y la parte
receptora, que en español es el acto con el cual dos partes manifiestan estar de
acuerdo, es decir, se dan un apretón de manos.”
Hardware: Son los componentes físicos que componen un sistema informático. Por
ejemplo: dispositivos de entrada (Teclados, Lectores de Tarjetas, Lápices Ópticos,
Lectores de Códigos de Barra, Escáner, Mouse, etc.) y de salida (Monitor,
Impresoras, Plotters, Parlantes, etc.) y permiten la comunicación entre el computador
y el usuario.
I
ISO: o lo que significan sus siglas, Organización Internacional de Normalización, es
el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de
fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción
de la eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización
de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel
internacional.
47
IBM: (International Business Machines) es una empresa multinacional
estadounidense que fabrica y comercializa herramientas, programas y servicios
relacionados con la informática.
J
Jumper: Un jumper es un elemento conductor usado para conectar dos terminales y
para cerrar un circuito eléctrico.
L
LAN: (Local Área Network o Red de área local), es una red que conecta los
ordenadores en un área relativamente pequeña y predeterminada.
LED: Es un tipo de diodo que al ser atravesado por corriente eléctrica en una
dirección, emite luz. Esta generalmente encapsulado en una cubierta de plástico (de
mayor resistencia que las de vidrio) y usualmente se emplean en lámparas, avisos
luminosos o en circuitos para conocer si fluye corriente eléctrica por un punto
determinado.
M
MBPS: (megabit por segundo, Mb/s, Mbps o también Mbit/s) es una unidad que se
usa para cuantificar un caudal de datos equivalente a 1 000 kilobits por segundo o
1 000 000 bits por segundo.
48
P
PIC: Según Master Magazine (2009), los PIC (Programmable Interrupt Controller)
“son una familia de micro controladores tipo RISC fabricados por Microchip
Technology Inc. Y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división
de microelectrónica de General Instrument. Encargados de la comunicación entre los
periféricos y el procesador”.
Plug-And-Play: se refiere a la capacidad de un sistema informático de configurar
automáticamente los dispositivos al conectarlos. Permite poder enchufar un
dispositivo y utilizarlo inmediatamente, sin preocuparte de la configuración.
Pulso: Emisión de energía en un período determinado de tiempo.
S
Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment): Interfaz de
transferencia de datos creada en el año 2003, se encarga de la comunicación entre la
placa madre y los discos duros o unidades de CD/DVD.
Software: El software consiste en un código en un lenguaje específico para un
procesador individual. El código es una secuencia de instrucciones ordenadas que
cambian el estado del hardware de una computadora.
T
Transistor: Según Sensagent (2009), es un “dispositivo electrónico utilizado para
amplificar la corriente en un circuito, basado en la capacidad que tienen los
49
semiconductores, especialmente el silicio y el germanio, de hacer una conducción
diferencia de electrones y no electrones.”
TTL (transistor-transistor logic): Es una tecnología de construcción de circuitos
electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los
elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares.
U
USB (Universal Serial Bus): Es un puerto que sirve para conectar periféricos a un
ordenador. Creado en 1996 por varias empresas para eliminar la necesidad de
reiniciar el sistema cuando se conecta o se desconecta un dispositivo, mejorando las
capacidades plug-and-play.
V
Voltaje: Es la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial eléctrico,
refiriéndonos a potencial eléctrico como el trabajo que se realiza para trasladar una
carga positiva de un punto a otro. Según Boylestad Robert L. (2005), “Por medio de
una acción química, se establece una fuerte concentración de carga positiva (iones
positivos) en la terminal positiva, con una concentración igualmente fuerte de carga
negativa (electrones) en la terminal negativa. Por lo general, toda fuente de voltaje de
establece con sólo separar las cargas positivas y negativas.”
50
2.4 Cuadro de Variables
Tabla Nº 1: Cuadro de Variables
Objetivo Variable Dimensión Indicadores Fuente Tec. Inst. y Recolección
de datos
Identificar los tipos de protocolos
e interfaces de comunicación que
utiliza Intelcon System C.A.
Protocolos e interfaces de comunicación
Protocolos Numero de Bits
Tipos de
Transmisión
Documental
Libros de texto
Manuales
Internet Interfaces
Diseñar la tarjeta de conversión de
señales de comunicación serial a pulsos
Parámetros de diseño de la tarjeta de conversión de
señales
Espacio que ocupan los
componentes
Alimentación
Ubicación de los componentes
Salidas
Dimensión detallada de cada
componente
Voltaje
Corriente
Documental
Datasheets de los componentes
Internet
Manuales
Softwares
Construir la tarjeta de conversión de
señales en función a los parámetros establecidos en el
diseño.
Etapas de construcción
Transferencia del diseño a la baquelita
Perforación de los agujeros
Proceso de
soldadura para cada componente
Calidad de transferencia del
tóner en el papel a la baquelita
Minucioso proceso
de perforación
Campo Softwares
Fichas Técnicas
Realizar las pruebas de la
tarjeta de conversión de señales para validar su
funcionamiento
Tipos de prueba y validación
Conversión de señal
Transferencia de
señal
Temperatura del hardware
Resistencia
Funcionamiento de la tarjeta con la cual establece comunicación
Tiempo de respuesta
Campo Observación
Implementar el proyecto de
investigación en la compañía Intelcon
System C.A.
Etapa de Implementación
Costos
Normativa
BsF.
ISO
NORVEN
Documental Libros
Manuales
Campo Observación
Fuente: Los autores
51
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
El marco metodológico está referido, según Balestrini Acuña, M (2006) al
“momento que alude al conjunto de procedimientos lógicos, tecno-operacionales
implícitos en todo proceso de investigación, con el objeto de ponerlos de manifiesto y
sistematizarlos; a propósito de permitir descubrir y analizar los supuestos del estudio
y de reconstruir los datos, a partir de los conceptos teóricos convencionalmente
operacionalizados”.
Partiendo de esta consideración teórica, se procede entonces a definir el tipo de
investigación que guiará el desarrollo de esta investigación.
3.1 Tipo de investigación
El tipo de investigación, según Pallela S. Santa y Martins P. Feliberto (2006)
“se refiere a la clase de estudio que se va a realizar. Orienta sobre la finalidad general
del estudio y sobre la manera de recoger las informaciones o datos necesarios”.
Uno de los tipos de investigación que más tiene semejanza con este estudio se
denomina Investigación Proyectiva que según la Guía Santiago Mariño CAPÍTULO
III (2010) “intenta proponer soluciones a una situación determinada” y “en esta
categoría entran los proyectos factibles y todas aquellas que conllevan al diseño y/o
creación de algo”.
Sin embargo, esta investigación parte del principio teórico de Innovación
Tecnológica, definido por la Dra. Escobar Nilia (2000) como “el acto por el cual se
introduce por primera vez un cambio tecnológico en un organismo o empresa. Es el
52
conjunto de actividades científicas, tecnológicas y financieras que permiten introducir
nuevos o mejorados productos en el mercado nacional o extranjero.” por ende se ha
seleccionado Innovación Tecnológica como tipo de investigación para guiar este
estudio, porque se implementa un hardware, en Intelcon System C.A., el cual no
existía y soluciona el problema de compatibilidad que poseen los equipos de la
compañía con los equipos o surtidores de combustible a los cuales serán
implementados, pudiendo introducir entonces su sistema en el mercado nacional.
3.2 Diseño de la investigación
La importancia del diseño de la investigación se refiere, según Pallela S. Santa
y Martins P. Feliberto (2006), a “la estrategia que adopta el investigador para
responder al problema, dificultad o inconveniente planteado en el estudio”.
El diseño empleado en este proyecto de investigación, es un Diseño de
Investigación Mixto, debido a que se define, según Zorrilla (1993), como “aquella
que participa de la naturaleza de la investigación documental y de la investigación de
campo.”
El Diseño de Campo, según la guía Guía Santiago Mariño CAPÍTULO III
(2010) “se utiliza cuando la información se recoge en un contexto natural o si son
fuentes vivas”. Y según Zorrilla (1993) “es la que se efectúa en el lugar y tiempo en
que ocurren los fenómenos objeto de estudio.” En el contexto del proyecto de
investigación se usaron: un software y fichas técnicas, que ayudaron a la construcción
de la tarjeta de conversión de señales en función a los parámetros establecidos en el
diseño, y a través de la observación de la tarjeta se pudieron realizar las pruebas de la
tarjeta de conversión de señales para validar su funcionamiento. Permitió también
obtener información sobre el comportamiento de los procesos de control establecidos
en el hardware de Intelcon System C.A., con el objetivo de conocer el proceso que se
53
debía realizar y los diversos tipos de comunicación que se podían usar para lograr
adherir entonces la tarjeta de conversión a estos sistemas.
La Guía Santiago Mariño CAPÍTULO III (2010) afirma que el Diseño
Documental “se utiliza si las fuentes no son vivas o aquella que se basa en la
obtención y análisis de los datos provenientes de materiales impresos u otros tipos de
documentos”.
La investigación documental es un proceso basado en la búsqueda,
recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos secundarios, es decir, los
obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales tales como
impresas, audiovisuales o electrónicas.
Al momento de identificar los tipos de protocolos e interfaces de comunicación
que utiliza Intelcon System C.A se usaron libros de texto, manuales e información
exacta buscada a través de internet para cumplir con este importante objetivo. Para
diseñar la tarjeta de conversión de señales de comunicación serial a pulsos fue
necesario buscar los datasheets de los componentes que se usarían en el proyecto, de
allí se extrae información importante, tanto el consumo y funcionamiento, como las
características físicas de cada componente electrónico, todos ellos fueron consultados
a través de internet y transmitidos al software donde se realiza el diseño del circuito
para poder ser organizado y finalizado cumpliendo con esos parámetros.
3.3 Población y Muestra
En esta parte de la investigación se describe, según Hernández María Teresa,
“el universo afectado por el estudio, el grupo seleccionado, las características, tamaño
y metodología seguida para la selección de la muestra o de los sujetos, la asignación
de las unidades a grupos o categorías y otros aspectos que se consideren necesarios”.
54
Tamayo y Tamayo (1997) define población como “la totalidad del fenómeno a
estudiar donde las unidades de población poseen una característica común la cual se
estudia y da origen a los datos de la investigación”. A su vez, la Real Academia
Española, define población como el “conjunto de los individuos o cosas sometido a
una evaluación estadística mediante muestreo”.
Para este proyecto de investigación se toma como población finita a un grupo
de siete (7) personas, integrado por:
- Población (A): Representada en su totalidad por siete (7) personas,
ingenieros y jefes de proyecto de Intelcon System C.A., distribuidos en
diversos departamentos de la oficina principal de la compañía ubicada en
la calle 3-B de la Urbina, Edificio COMINDÚ, Nivel Mezanina, Local
OFC A-1, Caracas, Distrito Capital.
Por otra parte, para lograr definir lo que es el muestreo se debe hablar de lo
que es una muestra. Según Tamayo y Tamayo (1997), la muestra “es el grupo de
individuos que se toma de la población, para estudiar un fenómeno estadístico”.
De este modo se define como la muestra del proyecto a los ingenieros de
Intelcon System C.A. quienes serán los que brinden los datos más convenientes para
el diseño y desarrollo de la tarjeta.
Una vez definida la muestra se inicia con la descripción del tipo de muestreo
empleado. En el caso de este proyecto se selecciona en principio un muestreo no
probabilístico, que según la Guía Santiago Mariño CAPÍTULO III (2010), es el
“procedimiento de selección en donde se desconoce la probabilidad que tienen los
elementos de la población”. A su vez, la muestra está relacionada con el muestreo
55
intencional u opinático debido a que se realiza una “selección de los elementos, con
base en el criterio o juicio del investigador”, definido así por la Guía Santiago Mariño
CAPÍTULO III (2010). Se estima que el muestreo intencional u opinático simplifique
el trabajo de campo al ser más específica, debido a que cada elemento de la población
seleccionada para esta investigación, debe cumplir con ciertas características
establecidas por los investigadores. Aún sin descartar posibles errores debido a su
subjetividad, son muestras dirigidas a expertos. Las características o criterios de
selección son los siguientes:
- Tener conocimiento sobre el nuevo sistema de control de combustible
fronterizo (SISCCOMBF) implementado por Intelcon System C.A.
- Formar parte de la directiva de la empresa, ya que los jefes de proyecto
establecen la viabilidad y los requerimientos específicos dentro de las
necesidades que posee la empresa.
- Tener al menos 10 años de experiencia en el área.
Basado en los criterios mencionados anteriormente, se seleccionaron a siete
(7) ingenieros y jefes de proyecto de Intelcon System C.A., y estos son:
- Díaz, Henry, Ing. Electrónico con 12 años de experiencia.
- Buceta José Luis, Ing. Electrónico con 21 años de experiencia.
- Chacón Rafael, Ing. Electrónico con 16 años de experiencia.
- Cárdenas Froy, Ing. Electrónico con 14 años de experiencia.
- Varela Eliecer, Ing. Electrónico con 11 años de experiencia.
- Díaz Luis, Ing. Electrónico con 10 años de experiencia.
- Bastos Richard, Ing. Electrónico con 10 años de experiencia.
56
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Para Balestrini Acuña. (2006)
“Otro importante aspecto a desarrollar en el Marco
Metodológico del proyecto de investigación, toda vez que se
ha delimitado, el tipo de investigación, su diseño, la
población o universo de estudio así como su muestra; está
relacionado con la definición de los métodos, instrumentos y
técnicas de recolección de la información que se incorporan
a lo largo de todo el proceso de investigación, en función del
problema y de las interrogantes planteadas; así como, de los
objetivos que han sido definidos. Por cierto, conjunto de
técnicas que permitirán cumplir con los requisitos
establecidos en el paradigma científico, vinculados al
carácter específico de las diferentes etapas de este proceso
investigativo y especialmente referidos al momento teórico y
al momento metodológico de la investigación. Estas técnicas
son diversas según el objeto a que se apliquen y no se
excluyen entre sí. Todavía es preciso, por una parte, saber
elegir la más adecuada y, por otra utilizarla
convenientemente.”
Las técnicas que se emplearán para obtener la información necesaria para el
diseño e implementación de la tarjeta serán una encuesta y una guía de observación.
Ambas herramientas están validadas por expertos metodólogos (ver Anexo C, Anexo
D y Anexo E).
La encuesta se realizará a cada uno de los elementos de la muestra. Esta
encuesta (Anexo B) se aplicará en forma de entrevista. Dicha herramienta según
57
Tamayo y Tamayo (1997), es “la relación directa establecida entre el investigador y
su objeto de estudio a través de individuos o grupos con el fin de obtener testimonios
orales”. Con este instrumento, compuesto por cinco preguntas de fácil respuesta, se
pretende obtener resultados óptimos y eficientes que permitan la correcta ejecución
de proyecto.
La observación, según Puentes (2001) “es una técnica que consiste en
observar atentamente el fenómeno, hecho o caso, tomar información y registrarla para
su posterior análisis”. En el caso de esta investigación la técnica de observación será
Observación Científica que, según Puentes (2001) “es cuando se observa con un
objetivo claro, definido y preciso. El investigador sabe qué es lo que desea observar y
para qué quiere hacerlo, lo cual requiere que debe preparar cuidadosamente la
observación.” Permitirá visualizar el funcionamiento y desempeño del prototipo de la
tarjeta de conversión de señales y así verificar entonces si cumple con todos los
objetivos planteados.
Para llevar a cabo la observación científica en necesario utilizar un
instrumento de recolección de datos conocido como Guía de Observación, definido
por el Manual de la UPEL (2006) como “una lista de chequeo, que permite evaluar y
recolectar de manera lógica toda la información que se está observando.”
3.5 Técnicas de procesamiento y análisis de resultados
Según Sabino, C (1992), “La información procesada tiene un valor
inestimable: de ella dependerá, por cierto, que puedan o no resolverse las preguntas
iniciales formuladas por el investigador. Pero, no obstante, esa información no nos
habla por sí misma, no es capaz por sí sola de darnos las respuestas deseadas hasta
tanto no se efectúe sobre ella un trabajo de análisis e interpretación”.
58
Una vez desarrollada la técnica de recolección de datos antes descrita, ésta
arrojará una serie de datos provenientes de la muestra. La forma en la que se
analizarán los resultados será cualitativa, mejor conocido como análisis cualitativo.
Según Sabino, C (1992), el análisis cualitativo es aquel que “se efectúa
cotejando los datos que se refieren a un mismo aspecto y tratando de evaluar la
fiabilidad de cada información”. En este caso agrupando y analizando los datos
obtenidos de las preguntas que tienen temas en común, de este modo se pretende
obtener una respuesta única promedio del común denominador referente a dicho
tema, conocido como síntesis.
Por otro lado dice Sabino, C (1992), “Si los datos, al ser comparados, no
arrojan ninguna discrepancia seria, y si cubren todos los aspectos previamente
requeridos, habrá que tratar de expresar lo que de ellos se infiere redactando una
pequeña nota donde se sinteticen los hallazgos. Si, en cambio, las fichas aportan ideas
o datos divergentes, será preciso primeramente determinar, mediante la revisión del
material, si se ha cometido algún error en la recolección. Si esto no es así, será
necesario ver si la discrepancia se origina en un problema de opiniones o posiciones
contrapuestas o si, por el contrario, obedece a alguna manera diferente de categorizar
los datos o a errores de las propias fuentes con que estamos trabajando”. Estos
factores ya serán evaluados una vez desarrollados los procesos anteriores.
3.6 Análisis y presentación de los resultados
Según Llisterri Joaquim (2011), el análisis y presentación de los resultados es
una “presentación breve del campo en el que se enmarca el estudio,
contextualizando el tema que el investigador ha acotado dentro de este campo y
59
mostrando el interés del problema elegido”. Presentación que se realiza luego de
obtener los resultados a través del instrumento de recolección.
El primer instrumento a validar será el modelo guía de observación (anexo A),
la cual será presentada de manera ordenada interpretando los resultados obtenidos
mediante las pruebas preliminares realizadas al sistema que se implementara a través
de la investigación.
Tabla Nº 2. Modelo de guía de observación.
Acciones a evaluar Respuestas
Si No Observación
1. ¿Encendió como es debido? x
2. ¿Encienden los leds? x
3. ¿El microcontrolador envía las señales de pulso
requeridas por el sistema de control? x
4. ¿Envía la cantidad de pulsos predefinidos (100 o
200 pulsos)? x
5. ¿El sistema funciona correctamente en su
totalidad? x
6. ¿Se sobrecalienta algún componente del sistema? x
7. ¿Hay seguridad en todo el sistema? x
Fuente: Los autores.
Gráfico Nº 1: Representación Grafica de
A través del G
observación. Este comprende siete (7) preguntas los cuales significan el 100% de las
preguntas, donde al tener seis (6) respuestas con el valor positivo y una (1) respuesta
negativa, se considera un 86
negativa. Con lo cual se concluye que la guía de observación se aprovechó para tener
los datos por escrito.
La encuesta (A
System C.A., se expuso de manera oral a siete (7) personas de la empresa, ubicada en
la calle 3-B de la Urbina, Edificio COMINDÚ, Nivel Mezanina, Local OFC A
Caracas, Distrito Capital. Las preguntas se realizar
60
Gráfico Nº 1: Representación Grafica de las respuestas al Modelo de Guía de Observación.
Fuente: Los Autores.
Gráfico Nº1, se presentan los resultados del modelo de guía de
observación. Este comprende siete (7) preguntas los cuales significan el 100% de las
preguntas, donde al tener seis (6) respuestas con el valor positivo y una (1) respuesta
dera un 86% a las respuestas positivas y un 14
Con lo cual se concluye que la guía de observación se aprovechó para tener
los datos por escrito.
La encuesta (Anexo B), dirigida a ingenieros y jefes de proyecto de Intelcon
System C.A., se expuso de manera oral a siete (7) personas de la empresa, ubicada en
B de la Urbina, Edificio COMINDÚ, Nivel Mezanina, Local OFC A
Caracas, Distrito Capital. Las preguntas se realizaron el día 11 de octubre de 2011.
86%
14%
Modelo de Guía de Observación.
del modelo de guía de
observación. Este comprende siete (7) preguntas los cuales significan el 100% de las
preguntas, donde al tener seis (6) respuestas con el valor positivo y una (1) respuesta
respuestas positivas y un 14% a la respuesta
Con lo cual se concluye que la guía de observación se aprovechó para tener
ingenieros y jefes de proyecto de Intelcon
System C.A., se expuso de manera oral a siete (7) personas de la empresa, ubicada en
B de la Urbina, Edificio COMINDÚ, Nivel Mezanina, Local OFC A-1,
on el día 11 de octubre de 2011.
Si
No
61
Pregunta 1. Con este nuevo sistema de control de combustible, ¿cree usted
que el contrabando de combustible, disminuiría o tal vez desaparecería de las
fronteras? (Ver Tabla Nº 3).
Tabla Nº 3: Pregunta 1 - Disminución del contrabando de combustible.
Opciones Valor absoluto Valor exacto
Si 5 71%
No 2 29%
Fuente: Los Autores.
En el Gráfico Nº 2, se representa gráficamente los valores obtenidos en la
entrevista realizada a las siete (7) personas, teniendo como resultado que cinco (5) o
71% de las personas si creen que el contrabando de combustible disminuiría o tal vez
desaparecería de las fronteras mientras que dos (2) personas o 29% de los
encuestados, no creen que el contrabando de combustible disminuiría o tal vez
desaparecería de las fronteras. Con estos resultados se pudo observar que los
ingenieros y jefes de proyecto de Intelcon System C.A. sí creen que el contrabando de
combustible disminuiría o tal vez desaparecería de las fronteras, siendo esto de
importancia para el estudio debido a que esa es una de las características más
importantes que presta el sistema de control de combustible fronterizo.
Gráfico Nº 2
Pregunta 2. ¿Estaría usted
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
individuo o persona al momento de abastecer el tanque de su vehículo en una
estación de servicio?
Tabla Nº 4:
Opciones
Si
No
62
Gráfico Nº 2: Pregunta 1 - Disminución del contrabando de combustible.
Fuente: Los Autores.
¿Estaría usted de acuerdo con que se registrará
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
individuo o persona al momento de abastecer el tanque de su vehículo en una
estación de servicio? (Ver Tabla Nº 4).
: Pregunta 2 - Registro de la cantidad de combustible adquirido.
Valor absoluto Valor exacto
7
0
Fuente: Los Autores.
71%
29%
Disminución del contrabando de combustible.
de acuerdo con que se registrará a través de un
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
individuo o persona al momento de abastecer el tanque de su vehículo en una
Registro de la cantidad de combustible adquirido.
Valor exacto
100%
0%
Si
No
Gráfico Nº 3
En el Gráfico Nº
(7) personas entrevistadas, estarían de acuerdo con que se registrar
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
individuo o persona al momento
de servicio. La información aportada a través de las respuestas permiten concluir que
los individuos no tendrían problema con que un sistema automatizado coordine y
posea un registro de la cantidad de
el fin de que se pueda cumplir con el control de dicho compuesto.
Pregunta 3. Este sistema regula la cantidad de combustible de cada
vehículo o individuo ¿Cree usted que con este nuevo sistema, la eficie
servicio para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor?
(Ver Tabla Nº 5).
63
Gráfico Nº 3: Pregunta 2 - Registro de la cantidad de combustible adquirido.
Fuente: Los Autores.
fico Nº 3, se representa que las siete (7) personas o 100% de las siete
(7) personas entrevistadas, estarían de acuerdo con que se registrar
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
individuo o persona al momento de abastecer el tanque de su vehículo en una estación
de servicio. La información aportada a través de las respuestas permiten concluir que
los individuos no tendrían problema con que un sistema automatizado coordine y
posea un registro de la cantidad de combustible que el individuo está
el fin de que se pueda cumplir con el control de dicho compuesto.
Este sistema regula la cantidad de combustible de cada
vehículo o individuo ¿Cree usted que con este nuevo sistema, la eficie
servicio para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor?
100%
Registro de la cantidad de combustible adquirido.
, se representa que las siete (7) personas o 100% de las siete
(7) personas entrevistadas, estarían de acuerdo con que se registrará a través de un
sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada
de abastecer el tanque de su vehículo en una estación
de servicio. La información aportada a través de las respuestas permiten concluir que
los individuos no tendrían problema con que un sistema automatizado coordine y
ombustible que el individuo está por adquirir, con
Este sistema regula la cantidad de combustible de cada
vehículo o individuo ¿Cree usted que con este nuevo sistema, la eficiencia del
servicio para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor?
Si
No
Tabla Nº
Opciones
Si
No
Gráfico Nº
En el Gráfico Nº 4
(7) personas entrevistadas, creen que con este nuevo sistema, la eficiencia del servicio
para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor.
Pregunta 4. ¿Cree usted que este
fronterizo se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del
país donde sea requerido?
64
Tabla Nº 5: Pregunta 3 - Mejor servicio, mayor seguridad.
Valor absoluto Valor exacto
7
0
Fuente: Los Autores.
fico Nº 4: Pregunta 3 - Mejor servicio, mayor seguridad.
Fuente: Los Autores.
o Nº 4, se representa que las siete (7) personas o 100% de las siete
(7) personas entrevistadas, creen que con este nuevo sistema, la eficiencia del servicio
para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor.
¿Cree usted que este sistema de Control de combustible
fronterizo se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del
país donde sea requerido? (Ver Tabla Nº 6).
100%
Mejor servicio, mayor seguridad.
Valor exacto
100%
0%
Mejor servicio, mayor seguridad.
, se representa que las siete (7) personas o 100% de las siete
(7) personas entrevistadas, creen que con este nuevo sistema, la eficiencia del servicio
para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor.
sistema de Control de combustible
fronterizo se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del
Si
No
Tabla Nº
Opciones
Si
No
Gráfico Nº 5
En el Gráfico Nº 5
personas entrevistadas, creen que este sistema de Control de combustible fronterizo
se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del país donde sea
requerido. Resultado que lleva
implementar entonces el sistema de control de combustible en el resto de los
surtidores que lo requieren y que aú
65
Tabla Nº 6: Pregunta 4 - Implementación en el resto de las estaciones.
Valor absoluto Valor exacto
7
0
Fuente: Los Autores.
fico Nº 5: Pregunta 4 - Implementación en el resto de las estaciones.
Fuente: Los Autores.
fico Nº 5, se representa que las siete (7) personas o 100% de las
personas entrevistadas, creen que este sistema de Control de combustible fronterizo
se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del país donde sea
requerido. Resultado que lleva a concluir de que se debe hacer algo para que se pueda
implementar entonces el sistema de control de combustible en el resto de los
idores que lo requieren y que aún no lo poseen.
100%
Implementación en el resto de las estaciones.
Valor exacto
100%
0%
Implementación en el resto de las estaciones.
, se representa que las siete (7) personas o 100% de las
personas entrevistadas, creen que este sistema de Control de combustible fronterizo
se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del país donde sea
de que se debe hacer algo para que se pueda
implementar entonces el sistema de control de combustible en el resto de los
Si
No
Pregunta 5. Actualmente hay surtidores que no son compatibles co
sistema de control, ¿Está
conversión de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y
el surtidor para que el sistema pueda ser implementado?
Tabla Nº
Opciones
Si
No
Gráfico Nº 6
En el Gráfico Nº 6
personas entrevistadas, están de a
de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y el surtidor para
que el sistema pueda ser implemen
66
Actualmente hay surtidores que no son compatibles co
sistema de control, ¿Está usted de a cuerdo con que se diseñe una tarjeta de
conversión de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y
el surtidor para que el sistema pueda ser implementado? (Ver Tabla Nº
Tabla Nº 7: Pregunta 5 - Diseño de tarjeta de conversión de señales.
Valor absoluto Valor exacto
7
0
Fuente: Los Autores.
Gráfico Nº 6: Pregunta 5 - Diseño de tarjeta de conversión de señales.
Fuente: Los Autores.
fico Nº 6, se representa que las diez (10) personas o 100% de las
sonas entrevistadas, están de acuerdo con que se diseñe una tarjeta de conversión
de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y el surtidor para
que el sistema pueda ser implementado. Respuesta fundamental para darle validación
100%
Actualmente hay surtidores que no son compatibles con este
usted de a cuerdo con que se diseñe una tarjeta de
conversión de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y
(Ver Tabla Nº 7).
Diseño de tarjeta de conversión de señales.
Valor exacto
100%
0%
Diseño de tarjeta de conversión de señales.
representa que las diez (10) personas o 100% de las
cuerdo con que se diseñe una tarjeta de conversión
de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y el surtidor para
tado. Respuesta fundamental para darle validación
Si
No
al diseño e implementación
de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada a tarjeta de control de
suministro de combustible de Intelcon
Luego de obtener los resultados, podemos concluir a través
que el 95% de los encuestados respondió de forma afirmativa, mientras el 5% de las
preguntas se respondieron de forma negativa. Lo cual significa que
de proyecto de Intelcon System C.A.
implementación del hardware por el cual se inició
67
al diseño e implementación de tarjeta de conversión de señal de comunicación serial
de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada a tarjeta de control de
suministro de combustible de Intelcon System C.A.
Gráfico Nº 7: Representación final resultados.
Fuente: Los Autores.
Luego de obtener los resultados, podemos concluir a través
que el 95% de los encuestados respondió de forma afirmativa, mientras el 5% de las
preguntas se respondieron de forma negativa. Lo cual significa que
de proyecto de Intelcon System C.A. están al tanto o están de acuerdo con la
l hardware por el cual se inició este trabajo de investigación.
95%
5%
al de comunicación serial
de sensores de flujo de gasolina a pulsos para la entrada a tarjeta de control de
Luego de obtener los resultados, podemos concluir a través del Gráfico Nº 7
que el 95% de los encuestados respondió de forma afirmativa, mientras el 5% de las
preguntas se respondieron de forma negativa. Lo cual significa que ingenieros y jefes
están al tanto o están de acuerdo con la
este trabajo de investigación.
Si
No
68
CAPÍTULO IV
SISTEMA PROPUESTO
4.1 Diagrama en Bloque General
Figura Nº 13: Diagrama en Bloque General
Autor: Los autores (2011)
A través del Diagrama en Bloque General (Figura Nº 13) se ilustra el proceso que se
cumple con la aplicación del Sistema De Control de Combustible, en el cual se
encuentran los siguientes elementos:
69
4.1.1 Pulser o cuentalitros:
Es un dispositivo capaz de leer el volumen de combustible y está calibrado
específicamente para enviar esta magnitud de volumen en forma de pulsos. Se
encuentra ubicado en el interior de los surtidores de combustible.
4.1.2 Interfaz Serial-Pulsos:
Ésta es la denominada tarjeta de conversión por la cual se realiza esta
investigación. Es la encargada de recibir las señales de comunicación generadas por
el pulser. El cual transmite los datos a través de comunicación serial TTL y se
encarga de convertirlas a pulsos que la iCSG3000 pueda leer.
4.1.3 Pulsos:
Los pulsos son emisiones de energía en un breve período de tiempo, en este
caso se reciben dos señales, el pulso proveniente del pico que surte gasolina de 91
octanos, y el proveniente del pico de 95 octanos. Presentando altos y bajos en sus
características principales para poder determinar así la cantidad de combustible que
fluye a través del surtidor.
4.1.4 iCSG3000:
El Controlador de Surtidor de Gasolina (iCSG3000) es el elemento central de
supervisión y control para permitir o no el suministro de combustible de acuerdo al
vehículo identificado y a la instrucción indicada por el Sistema de Gestión. Posee una
indicación luminosa, así como un display, para indicar el estado de la transacción.
También posee un teclado para casos de contingencias.
70
4.1.5 Sistema de identificación de vehículos:
El sistema de identificación de vehículos está compuesto por un lector de
dispositivos de identificación por radio frecuencia (RFID) y una etiqueta RFID los
cuales transmiten la identidad de un objeto, en este caso el tag RFID del vehículo es
una etiqueta que se coloca en el parabrisas del mismo.
4.1.6 WEB:
En este caso llamamos WEB al sistema que se encarga de la comunicación y
de la distribución de información a la cual pueden acceder a través de internet los
“Clientes con acceso”, el Sistema de Gestión y la interfaz de comunicación integrada
al iCSG3000.
4.1.7 Clientes con acceso:
Se denomina cliente con acceso a todo aquel personal que está autorizado,
dentro de las empresas que contratan el servicio de Intelcon System C.A conocido
como el Sistema De Control de Combustible Fronterizo, a ingresar al sistema vía
internet en el cual podrían observar diversos parámetros o comportamiento del
mismo.
El Controlador de Surtidor de Gasolina (iCSG3000) se comunica
constantemente con el Sistema de Identificación de Vehículos, para determinar si hay
un vehículo en algún lado del surtidor. Al detectarse éste, el iCSG3000 envía al
Sistema de Gestión Local la Identificación del vehículo y este Sistema le responde
con la cantidad de combustible a suministrar o alguna restricción que este vehículo
posea en su registro. De acuerdo a la respuesta, el iCSG3000 permite o no el
suministro de combustible, hasta la cantidad máxima que le ha indicado el Sistema de
71
Gestión, a la vez que informa al usuario el estado de la transacción. Cuando
cualquiera de los dos picos surte combustible a un vehículo el pulser empieza un
proceso de comunicación con el CPU del surtidor, en donde se intercambia una cierta
cantidad de información con la cual se determina la suma de combustible que se está
surtiendo. Los datos que son enviados desde el pulser son tomados por la Interfaz
Serial- Pulsos, la cual cumpliría su proceso de convertir, la señal TTL recibida, a
pulsos que puedan ser reconocidos por el iCSG3000. Al culminar el proceso, el
iCSG3000 reporta al Sistema de Gestión la cantidad de combustible suministrada.
72
4.2 Diagrama en Bloque Propuesto
Figura Nº 14: Diagrama en Bloque Propuesto.
Fuente: Los autores
73
4.3 Diagrama electrónico del circuito desarrollado
Figura Nº 15: Diagrama electrónico del circuito desarrollado (1)
Fuente: Los autores
74
Figura Nº 16: Diagrama electrónico del circuito desarrollado (2)
Fuente: Los autores
75
4.4 Componentes utilizados
A continuación se indican los dispositivos usados y la nomenclatura utilizada
en el plano del circuito desarrollado.
Tabla Nº 8: Detalles de los componentes utilizados.
Tipo Modelo Cant. Nomenclatura
Microcontrolador PIC 16F873 1 PIC16F873
Circuito Integrado MAX232ECPE+-ND 1 MAX232
Jumper 7 JMP1, JMP2, W1, W3, W4
Condensadores Cerámico de 10uf 1 C4, C15 y C16
Cerámico de 22pf 2 C6, C7
Tantalium de 1uf 5 C10, C11, C12, C13, C14
Resistencias 1/4W 4,7KΩ 1 R5, R1
1/4W 2,2KΩ 2 R7
1/4W 10KΩ 5 R1, R2,R3, R6, R7
1/4W 1KΩ 1 R3
1/4W 680Ω 1 R4
Led Rojo 3mm 5 D2, POW, DS2, DS3, DS4
Verde 3mm 1 D1
Regulador de Voltaje LM7805 1 LM7805
Mosfet Canal N 2N7000 4 Q1, Q2, Q4, Q5
Diodo Zener 18v 1N4746ATR 1 D1
Micro Fusible 0.375 A 0251.375MXL 1 F2
Crystal 20MHz ECSR20ENX 1 Y1
Conectores WECO 121-A-02 2 JP1, JP4
WECO 121-A-03 1 JP2
Pines p/jumper CONN Header Duo 5 JMP1, JMP2, W1, W3, W4 y W9
Conectores planos 6 pines 1 JP6 y J2
Conectores planos 9 pines 1 JP3 y J4
Fuente: Los Autores.
76
4.6 Funcionamiento del Circuito
El hardware de la tarjeta de conversión de señales consta de dos (2) partes, o
dos (2) circuitos que se conectan entre si, debido a la idea de que la parte donde se
encuentra el microcontrolador PIC pueda ser conectado a otros circuitos de la
empresa, siendo esto un requisito para su elaboración.
El circuito esta dividido en diversas etapas, las cuales serán explicadas
brevemente para poder entender su funcionamiento, y estas son:
La primera etapa es denominada etapa de alimentación, con voltajes entre 5,
12 y 24v, dependiendo del lugar de implementación, en campo los voltajes tienden a
ser diferentes en las diversas estaciones de servicio e ingresan al sistema a través del
conector denominado JP1. Si el voltaje que entra, esta entre los 12 y los 24v, entonces
pasa a través del regulador de voltaje, el cual lo estandariza a 5v, voltaje con el que
trabajan los componentes que conforman el circuito. Si el voltaje que entra a través de
JP1 es de 5v, entonces se coloca el jumper W1 el cual hará que el voltaje siga de
largo sin pasar por el regulador. El voltaje regulado o de 5v será etiquetado como
VCC en el circuito, el cual alimentará entonces el resto del mismo. La segunda etapa
es denominada acoplamiento de impedancia, debido a que esta etapa del circuito es la
que está conectada directamente a la línea de comunicación de los surtidores de
combustible, a través de esa línea, se obtienen los datos que representan la cantidad
de fluido que será contabilizado.
La siguiente etapa, se encuentra en la segunda parte del diagrama electrónico
propuesto, son las etapas de comunicación y traducción de datos. La etapa de
comunicación, consta de un circuito integrado denominado MAX232, el cual es capaz
de convertir las señales de un puerto serial RS-232 a señales TTL compatibles con
77
circuitos lógicos. Gracias a sus características, ayuda a la comunicación entre la
interfaz desarrollada y un computador, permitiendo que sea una interfaz configurable
o ajustable luego de su diseño. La siguiente etapa consta de un microcontrolador PIC
18F2520, escogido debido a que era fácil de conseguir a través de la empresa donde
se implementará este hardware. El microcontrolador, se encarga de recibir una señal
de entrada TTL, y traducirlas a pulsos a través de su código fuente, que irán a las
salidas del hardware, para ser enviados a la tarjeta de control de suministro de
combustible (iCSG3000) desarrollada por Intelcon System C.A.
4.7 Pruebas desarrolladas
Figura Nº 17: Diagrama Pruebas
Fuente: Los autores
Como se demuestra a través de la Figura Nº 17, para las pruebas, se utilizó un
Simulador del Surtidor de Gasolina que posee Intelcon System C.A. que envía una
trama de comunicación, tal cual como los dispensadores reales existentes en las
estaciones de servicio. Éste envía exactamente en la trama una información que
78
indica 100 pulsos para la gasolina de 91 octanos y 200 pulsos para la gasolina de 95
octanos, pero a través de comunicación serial. La tarjeta de conversión de señal recibe
entonces la señal desde el Simulador del Surtidor de Gasolina para traducirlos y envía
los pulsos a la tarjeta de control de suministro de combustible de Intelcon System
C.A. (iCSG3000). Con un PC, se puede conectar a la página Web de Mantenimiento
del iCSG3000, la cual posee una página de prueba, donde se puede ver como la
cantidad de pulsos para las entradas del iCSG3000 se incrementan en 100 y 200
respectivamente cada 15 segundos.
En la Figura Nº 18 se puede observar la página principal de la Web de
Mantenimiento del iCSG3000 en la cual aparece la opción “ENTRAR” como única
opción disponible para ingresar a la siguiente pagina.
Figura Nº 18: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Página Principal
Fuente: Los autores
79
Seguidamente, aparecerá en el navegador la página de “Selección” (Figura Nº
19), donde se debe seleccionar la opción “Modo de Prueba” ubicada en la parte
inferior izquierda de la página.
Figura Nº 19: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Página de Selección
Fuente: Los autores
En la Figura Nº 20 se muestra la página denominada “Modo de Prueba”,
donde se puede observar la cantidad de pulsos para las entradas (Cuenta 2 y Cuenta 4
en este caso) del iCSG3000, que se incrementan en 100 y 200 respectivamente cada
15 segundos.
Figura Nº 20
80
ura Nº 20: Web de Mantenimiento del iCSG3000 – Modo de Prueba
Fuente: Los autores
Modo de Prueba
81
4.8 Software utilizados
4.8.1 MPLAB
Es una herramienta para editar y desarrollar códigos para los
microcontroladores PIC, permite seleccionar los distintos microcontroladores
soportados e incorpora todas las herramientas necesarias para la realización de
cualquier proyecto, ya que además de un editor de textos cuenta con un simulador en
el que se puede ejecutar el código paso a paso para ver así su evolución y el estado en
el que se encuentran sus registros en cada momento.
MPLAB es un software gratuito que corre en Windows y se encuentra
disponible en la página de Microchip, donde también está disponible un manual de
usuario del programa.
En la página de los desarrolladores, Microchip Technology Inc., se pueden
apreciar una lista de pasos los cuales se pueden seguir para elaborar un nuevo
proyecto. Y son:
1. Crear un nuevo archivo con extensión .ASM y nombre cualquiera
2. Crear un Proyecto nuevo eligiendo un nombre y ubicación
3. Agregar el archivo .ASM como un SOURCE FILE
4. Elegir el microcontrolador a utilizar desde SELECT DEVICE del menú
CONFIGURE
Una vez realizado esto, se está en condiciones de empezar a escribir el programa
respetando las directivas necesarias y la sintaxis para luego compilarlo y grabarlo en
el PIC.
82
Las directivas según Microchip Technology Inc. (2011), son “palabras reservadas
para indicarle al MPLAB® que funciones debe configurar cuando compile nuestro
programa.”
Las indispensables para la correcta compilación del programa son:
Tabla Nº 9: Lista de Directivas.
Directiva Descripción Sintaxis
CBLOCK Defina un Bloque de Constantes cblock [<expr>]
#DEFINE Defina una Etiqueta de Substitución de Texto define <name> [<value>]
define <name> [<arg>,...,<arg>] <value>
DT Defina Tabla [<label>] dt <expr>[,<expr>,...,<expr>]
[<label>] dt “<text_string>”[,”<text_string>”,...]
ELSE Empieza el bloque alternativo de un IF Else
END Fin de bloque de programa End
ENDIF Fin del bloque de condiciones ensambladas Endif
ENDM Fin de la definición de una Macro Endm
ENDW Fin de un bucle de While Endw
EQU Define una constante para el ensamblador <label> equ <expr>
IF Empieza un bloque de código condicional if <expr>
#INCLUDE Incluye Ficheros fuentes adiccionales include <<include_file>> |“<include_file>”
83
LIST Opciones listado list [<list_option>,...,<list_option>]
MACRO Declara la Definición del Macro <label> macro [<arg>,...,<arg>]
ORG Pone el Origen del Programa <label> org <expr>
WHILE Realiza el bucle Mientras la Condición es Verdadera while <expr>
Fuente: Microchip Technology Inc.
Terminada la compilación el MPLAB, este genera un archivo de
extensión .hex el cual es completamente entendible para el PIC. Es decir, solo resta
grabarlo al PIC por medio de una interfaz como por ejemplo el programador Picstart
Plus de microchip. Una vez completado esto, se alimenta al mismo y el programa ya
se estará ejecutando.
4.8.2 DXP 2004 de Altium
Altium (2009), empresa desarrolladora de esta plataforma, define DXP como
“una plataforma única, la cual proporciona un entorno consistente a través de todas
sus herramientas y editores dentro de su sistema de diseño.” La plataforma permite la
integración de componentes los cuales pueden ser configurados, modificados e
incluso ser creados para dar al diseño el funcionamiento óptimo deseado como
también configurar el espacio de trabajo y las características principales de cada
diseño. “Una selección coherente y edición a través de diversas tareas de diseño del
DXP, y con una arquitectura de proyecto centrada, DXP facilita la colaboración entre
el equipo y el diseño.”
Los diagramas electrónicos que se presentan en este trabajo de investigación
fueron realizados a través de la plataforma DXP 2004 de Altium que poseía la
84
empresa Intelcon System C.A, lo cual es positivo debido a que no fue necesario
invertir en una copia del producto.
4.8.3 Hyper Terminal
HyperTerminal es un programa generalmente utilizado para la conexión entre
equipos, sitios Telnet, sistemas de boletines electrónicos (BBS o Bulletin Board
System), servicios en línea y equipos host, mediante un módem, un cable de módem
nulo o Ethernet.
La compañía Microsoft (2011), explica que “Aunque utilizar HyperTerminal
con un servicio de boletín electrónico para tener acceso a información de equipos
remotos es una práctica que está dejando de ser habitual gracias al World Wide Web,
HyperTerminal sigue siendo un medio útil para configurar y probar el módem o
examinar la conexión con otros sitios.”
HyperTerminal graba los mensajes enviados o recibidos por servicios o
equipos situados al otro extremo de la conexión. Por esta razón, puede actuar como
una valiosa herramienta para solucionar problemas de configuración y uso del
módem. Para confirmar que el módem está bien conectado o ver su configuración,
puede enviar comandos a través de HyperTerminal y ver los resultados.
HyperTerminal ofrece la funcionalidad de desplazamiento, que le permite revisar el
texto recibido que sobrepase el espacio de la pantalla.
HyperTerminal sirve también para transferir archivos grandes de un equipo a
un equipo portátil a través del puerto serie, en lugar de realizar la configuración del
portátil en una red.
85
Según Microsoft (2011), “HyperTerminal está diseñado para ser una
herramienta fácil de utilizar y no viene a sustituir a otras herramientas principales
disponibles en el mercado. HyperTerminal puede utilizarse para realizar las tareas
específicas descritas, pero no intente utilizarlo para necesidades de comunicación más
complejas.”
4.8.4 Microchip C18 Tools Suit
Estos son los pasos a seguir para compilar un proyecto con Microchip C18 Tools
Suit:
1. Se inicia MPLAB IDE.
2. Se hace clic en menú Project > New.
3. En el cuadro de diálogo a continuación se especifica el nombre del proyecto
en el primer campo y en el segundo se indica la dirección en la cual se quiere
guardar el proyecto, luego de colocar los datos se debe presionar el botón
“OK”.
4. Una vez hecho esto se debe seleccionar la herramienta con la cual se desea
compilar, en este caso se seleccionara MPLAB C18 haciendo clic en
menú Project > Select Languaje Toolsuite y se escoge en el cuadro de lista
Microchip C18 Toolsuite (Si no aparece en la lista quiere decir que no está
instalado).
5. Ahora que la herramienta está integrada, y el proyecto está creado, se podrán
agregar los archivos de código fuente. Lo primero que se debe hacer es
visualizar la ventana Project haciendo clic en View > Project.
6. Luego en esa ventana se hace clic con el botón contextual del mouse en la
carpeta Source Files, se selecciona la opción Add Files y luego el archivo
que deseamos compilar (archivo con extensión .c)
86
7. Asimismo, se podrán agregar archivos de encabezado en la carpeta Header
Files, o librerías en la carpeta Library Files , entre otros.
8. Si en el proyecto creado hay archivos de encabezados referenciados en el
código fuente, se puede indicar mediante la sentencia #include, en qué
dirección se encuentra dicho artículo. Para agregar la dirección se debe hacer
clic en en Project > Build Options > Project. En la pestaña Directories>
Show Directories For > Include Search Path. Luego clic en el botón New y
aparecerá un campo en la lista inferior con un botón al lado derecho, clic en
éste para buscar la dirección en la cual se encuentran todos los archivos de
encabezado. Nótese que se pueden añadir varias direcciones si se hace varias
veces clic en el botón New.
4.8.5 Microsoft Word
Microsoft Word, es un programa editor de texto muy popular, que permite
crear documentos sencillos o profesionales. Posee herramientas de ortografía,
sinónimos, gráficos, modelado de texto, etc. Además tiene una muy buena integración
con el resto de las aplicaciones del paquete Microsoft Office.
4.8.6 Microsoft Excel
Excel es una aplicación desarrollado por Microsoft y distribuido en el paquete
Office para usarse en Windows y/o Macintosh. Excel se utiliza para la creación de
hojas cálculo. Este programa posee herramientas de cálculos y gráficos de muy fácil
uso. Es uno de los programas más populares para realizar hojas de cálculos. Sus
trabajos son almacenados en archivos con extensión ".xls", aunque soporta otras
extensiones como ".csv". Las hojas de cálculo de Excel son llamadas a veces hojas
excel.
87
4.9 Recursos
A continuación se desglosa organizadamente los recursos humanos, técnicos y
administrativos que fueron empleados a lo largo de la investigación. Al igual que se
demuestra precios de algunos recurso, hay otros que no tuvieron costo alguno e igual
serán presentados en las tablas, como por ejemplo los recursos humanos, y algunos
softwares utilizados que ya estaban instalados o fueron facilitados por Intelcon
System C.A. para una de las dos computadoras portátiles utilizadas para la
realización de este trabajo de investigación. Los recursos suman una inversión total
de 1.140 Bs.F.
4.9.1 Recursos Humanos
Tabla Nº 10: Recursos Humanos
Descripción Cantidad Costo Unitario
(Bs.F) Sub-Total (Bs.F)
Br. Alejandro
Becerra S. Autor del
trabajo de
investigación.
320 horas 0 Bs.F 0 Bs.F
Br. Carlos L.
Serrano B. Autor del
trabajo de
investigación.
320 horas 0 Bs.F 0 Bs.F
Descripción Cantidad Costo Unitario
(Bs.F) Sub-Total (Bs.F)
Ing. Damián
Valladares. Tutor del 30 horas 0 Bs.F 0 Bs.F
88
trabajo de
investigación.
Inversión Total Bs.F 3 elementos Total: 0 Bs.F
Fuente: Los autores
4.9.2 Recursos Técnicos
Tabla Nº 11: Recursos Técnicos.
Descripción Cantidad Costo Unitario
(Bs.F) Sub-Total (Bs.F)
Baquelita 3 0 Bs.F 0 Bs.F
Componentes
electrónicos Varios 460 Bs.F 460 Bs.F
Herramientas Varias 300 Bs.F 300 Bs.F
Microcontrolador
PIC 2 0 Bs.F 0 Bs.F
Inversión Total Bs.F 4 elementos Total: 760 Bs.F
Fuente: Los autores
4.9.3 Recursos Administrativos
Tabla Nº 12: Recursos Administrativos
Descripción Cantidad Costo Unitario
(Bs.F) Sub-Total (Bs.F)
Material de oficina Varios 580 Bs.F 580 Bs.F
MPLAB 1 0 Bs.F 0 Bs.F
89
Tabla Nº 12: Recursos Administrativos
Descripción Cantidad Costo Unitario
(Bs.F) Sub-Total (Bs.F)
DXP 1 0 Bs.F 0 Bs.F
Hyper Terminal 1 0 Bs.F 0 Bs.F
Microchip C18 Tools
Suit 1 0 Bs.F 0 Bs.F
Microsoft Word 2 0 Bs.F 0 Bs.F
Microsoft Excel 1 0 Bs.F 0 Bs.F
Inversión Total Bs.F 7 elementos Total: 380 Bs.F
Fuente: Los autores
4.10 Normativas
En cuanto a las normativas, Intelcon System C.A cumple en conjunto a PDVSA
una serie de normas que están descritas en documentos aprobados y diseñados por las
empresas que se enumeran a continuación.
1) PETRÓLEOS DE VENEZUELA S.A. (PDVSA):
- Manual de Ingeniería y Diseño (MID)
o Vol. 04 - I, Eléctrica.
N-201 Obras Eléctricas.
K-362 Redes Digitales para Control de Procesos
Industriales.
o Vol. 09 - I y II, Instrumentación.
K-303 “Level Instrumentation”
90
K-334 “Instrumentation Electrical Requirements
- Manual de Ingeniería de Riesgo (MIR)
IR-E-01 Clasificación de Áreas
2) COMISIÓN VENEZOLANA DE NORMAS INDUSTRIALES (COVENIN):
- 603.72 “Recomendaciones para clasificar las áreas destinadas a
Instalaciones Eléctricas en Instalaciones de Producción Petrolera”.
- “Recomendaciones para clasificar las Áreas e Instalaciones
Eléctricas en los Sistemas de Tuberías para Transportar Petróleo y
Gas”.
- 548 p.71 “Recomendaciones para clasificar Instalaciones Eléctricas
en Refinerías de Petróleo”.
- 552 “Disposiciones sobre Puesta a Tierra y Puentes de Unión en
Instalaciones en Áreas Peligrosas”.
- 200 “Código Eléctrico Nacional”.
3) National Fire Protection Association (NFPA)
- NFPA-30 “Flammable and Combustible Liquids Code”.
- NFPA-493 “Intrinsically Safe Apparatus and Associated Apparatus
for Use in Class I, II and III, Division 1 Hazardous Locations”:
91
- NFPA-497A “CLASSIFICATION OF CLASS I HAZARDOUS
(CLASSIFIED) LOCATIONS FOR ELECTRICAL
INSTALLATIONS IN CHEMICAL PROCESS AREAS”.
- NFPA-497M “MANUAL FOR CLASSIFICATION FOR GASES,
VAPORS AND DUSTS FOR ELECTRICAL Equipment in
Hazardous (classified) Locations“.
92
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones
Las conclusiones obtenidas en este estudio se destacaron en función a los
objetivos formulados en el mismo:
En primer lugar se identificaron los tipos de protocolos e interfaces de
comunicación que utiliza Intelcon System C.A para este proyecto. Objetivo que se
logró por completo debido a que los ingenieros que participaron en el proyecto
principal del sistema de control de combustible, poseían información importante la
cual ayudó a identificar los tipos de protocolos y así entenderlos de forma correcta a
través de libros, manuales e información documentada en internet.
Diseñar la tarjeta de conversión de señales para la entrada de la tarjeta de control
que ya posee la compañía era el segundo paso que se debía seguir y se cumplió de
forma correcta como era lo esperado. Se investigó detalladamente el funcionamiento
de cada componente y el espacio que ocupaban para saber exactamente dónde sería
ubicado. Luego del diseño se logró construir la tarjeta de conversión de señales en
función a los parámetros establecidos en el mismo. Seguidamente se realizaron las
pruebas piloto de la tarjeta de conversión de señales para validar su funcionamiento.
Prueba que se realizó con la ayuda de los ingenieros de Intelcon System C.A., los
cuales conocían perfectamente el funcionamiento del sistema de control de
combustible implementado por la misma, para verificar entonces la compatibilidad
del resultado de la tarjeta de conversión de señales en conjunto con los surtidores que
requerían de este diseño.
93
Luego de la validación de las pruebas, las cuales requerían de mucha dedicación
y tiempo para optimizar así los resultados, se procede a implementar el proyecto de
investigación en Intelcon System C.A.
5.2 Recomendaciones
Luego de concluir con éxito la totalidad de los objetivos, y haber estudiado
algunos consejos o mejoras, las cuales podrían ser aprovechadas en un futuro por
Ingenieros dedicados a la rama de la electrónica, se define que debido a que el
hardware esta diseñado específicamente para cumplir con la función de convertir
señales de comunicación serial de sensores de flujo de combustible a pulsos para la
entrada de la tarjeta de control de suministro de combustible de Intelcon System C.A.,
las recomendaciones solo pueden ir dirigidas a mejoras en el diseño implementado,
como por ejemplo la adaptación del sistema a una comunicación inalámbrica y de
mayor velocidad.
94
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102
Anexo A
Modelo de Guía de Observación:
Tabla Nº 2. Modelo de guía de observación.
Acciones a evaluar Respuestas
Si No Observación
1. ¿Encendió como es debido?
2. ¿Encienden los leds?
3. ¿El microcontrolador envía las señales de pulso
requeridas por el sistema de control?
4. ¿Envía la cantidad de pulsos predefinidos (100 o
200 pulsos)?
5. ¿El sistema funciona correctamente en su
totalidad?
6. ¿Se sobrecalienta algún componente del sistema?
7. ¿Hay seguridad en todo el sistema?
Fuente: Los autores.
103
Anexo B
Modelo De Encuesta:
La presente encuesta será facilitada por el investigador personalmente, siendo pautada con anticipación y previa cita a los establecimientos requeridos.
1) Con este nuevo sistema de control de combustible, ¿cree usted que el contrabando de combustible, disminuiría o tal vez desaparecería de las fronteras?
Si No
2) ¿Estaría usted de acuerdo con que se registrara a través de un sistema de control automatizado la cantidad de combustible que adquiere cada individuo o persona al momento de abastecer el tanque del vehículo en una estación de servicio?
Si No
3) Este sistema regula la cantidad de combustible de cada vehículo o individuo ¿Cree usted que con este nuevo sistema, la eficiencia del servicio para abastecer el combustible, y la seguridad que brinda será mayor?
Si No
4) ¿Cree usted que este sistema de Control de combustible fronterizo se debería implementar en el resto de las estaciones de servicio del país donde sea requerido?
Si No
5) Actualmente hay surtidores que no son compatibles con este sistema de control, ¿Esta usted de a cuerdo con que se diseñe una tarjeta de conversión de señales que permita la comunicación entre el sistema de control y el surtidor para que el sistema pueda ser implementado?
Si No
104
Anexo C
105
Anexo D
106
Anexo E