Semaforos Inteligentes III.

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: Marzo – Marzo – Septiembre/2017 Septiembre/2017

FORMATO DE TRABAJO FINAL I.

PORTADA

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial “Proyecto Académico de Fin de Semestre” “Diseño de semáforos inteligentes mediante Título: utilización de software Arduino, en la Av. Los Chasquis, UTA” Carrera: Electrónica y comunicación comunicación Área Académica: Académica: Ciencias Básicas Básicas y Aplicadas Línea de Investigación: Programación y Redes Tercer semestre “A” Ciclo Académico y Paralelo: Alumnos participantes: participantes: Jefferson Ipiales Ipiales Cristhian Castillo Edison Yugcha Juan Freire Módulo y Docente: Programación III Ing. Cesar Granizo II. INFORME DEL PROYECTO 1. PP 2. 2.1 Título

Diseño de semáforos inteligentes mediante utilización de software Arduino, en la Av. Los Chasquis, UTA. Para dar solución al problema de congestión vehicular vehicular existente. 2.2 Objetivos General 

Construir un semáforo inteligente inteligent e mediante la utilización del software Arduino, en la Av. Av. Los Chasquis y Rio Cutuchi, Ambato, Ambato, para dar solución solución al problema de congestión vehicular existente.

Específico 

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Investigar Investig ar y usar los conocimientos adquiridos sobre el tema arduino durante el transcurso de este módulo estudiantil. estudiantil. Comprender la importancia que tiene el Arduino en el ámbito tanto académico como profesional. profesional. Realizar la programación correspondiente correspondien te a cada elemento electrónico para que cumpla su respectiva función.

2.3 Resumen

El presente informe habla acerca de la elaboración de un semáforo inteligente mediante la utilización del software arduino y sus respectivos elementos electrónicos, que nos permitirá dar solución al tráfico vehicular existente en la Av. Av. Los Chasquis Chasquis y Rio Cutuchi de de la cuidad de Ambato. 2.4 Palabras clave: Arduino, Programación, Tiempo. 2.5 Introducción

El propósito de este proyecto se lo realiza con la finalidad de aportar con conocimientos previos a los estudiantes o a los lectores que accedan a este documento para que así puedan entender o tener una idea clara de que es arduino, programación, elementos electrónicos y de esta forma puedan dar soluciones a problemas futuros.

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: Marzo – Septiembre/2017

La programación y la electrónica tienen origen desde tiempos antiguos y remotos ya que es una rama de la robótica y redes de computadoras que se ocupa del estudio ideal del grupo de líneas de código que tienen el fin de realizar una tarea específica y puede retornar nuevamente un valor. Las funciones pueden tomar valor numérico que modifiquen su respectivo funcionamiento. Las funciones son utilizadas para dividir enormes problemas que se nos pueden presentar en tareas simples y para implementar operaciones matemáticas, comandos que son comúnmente utilizadas durante un la iniciación de un programa y de esta manera reducir drásticamente el número de códigos. Hoy en día se ha convertido en una ciencia indispensable para poder comprender y dar soluciones a varios de los problemas que se nos pueden presentar en nuestra vida cotidiana, por lo cual en este proyecto se ha llevado a cabo una indagación clara y especifica en el cual da a conocer un tema en específico que es el funcionamiento del arduino y su importancia. El arduino mega es una de las más complejas dentro del mercado el cual nos permite instalar o dar funcionamiento a varios elementos electrónicos como lo son leds, detectores de distancia, display tanto de 7 segmentos como los que utilizamos en este proyecto y en fin un infinito número de elementos electrónicos el cual nos permite manejar mediante un ordenador donde colocaremos una programación en la tarjeta destinataria El objetivo que no hemos propuesto es realizar un estudio teórica que parte del conocimiento impartido por la docente y se complementa con las investigaciones realizadas externamente, de esta forma adquirir conocimientos que nos facilitarán la comprensión y construcción del semáforo inteligente. 2.6 Materiales y Metodología Materiales Hardware

Arduino Placa Protoboard Led (rojo,amarillo,verde) Cables de conexión Espuma Flex Display 7 segmentos Sensor ultrasónico Computadora

Software

Arduino Internet Word Proteus

Metodología Programación

Se conoce como programación al diseño y el origen a un programa especificó que el programador desee crear para dar solución algún problema, en este programa el autor describirá mediante comandos específicos las funciones que realizara el determinado programa. Todo tipo de programaciones e transcribirá en lenguaje ensamblador o de programación depende de que lenguaje utilizaremos donde mediante comandos o lenguaje de programación le diremos que funciones deben realizar el programa.


Electrónica.

La electrónica es una rama de la ciencia de la física que nos será de gran ayuda para la especialización de nuestra carrera de electrónica o de redes, esta teoría se basa en la conducción de energía mediante elementos electrónicos como resistencias, iodos y otros implementos, el funcionamiento se basa en la conducción de flujo de los electrones (e) u otras partículas cargadas eléctricamente [1]. Utiliza una amplia variedad de ramas de la ciencia de conocimientos. El diseño y montaje de circuitos electrónicos para dar soluciones a problemas prácticos forman parte de esta rama y de los campos de la ingeniería, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos de tecnología se suele considerar una rama de la física. Arduino

Es un dispositivo electornico de hardware libre diseñada para la implementacion de diseño de proyectos electonicos tanto en amabitos academicos como profesionales, conocidas como placas de desarrollo de hardware y software conformada por pequeños procesadores y cuircitos electronicos, el arduino se subdivide en varios familias que tienen especificaciones diferentes como mas puertos mas memoria en fin cumplen la misma funcion. Esta placa utiliza un sofware libre que mediante esta asiganamos la codificacion meidante comandos de cada ping de nuesto arduino, en donde describiremos mediante lenguaje de programacion cada funcion a desempeñar. [2]. Por otro lado, el software consiste en un ambiente desarrollado conocido como (IDE) basado en lenguaje de programación basado en Wiring, así como en el cargador que enciende nuestra placa, se programa a través de un ordenador, haciendo uso de comunicación serial. Led

tambien conocido como lampara de led o lampara luminosa, es de estado sólido que usa ledes como fuentes de iluminacion. Debido a que la luz emitida por el led es muy intensa, para alcanzar la intensidad de luz similar a las otras lámparas que ya existen como incandescentes o las fluorescentes compactas las lámparas LED están divididas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor número referente a su intensidad que produzca [3]. Actualmente se pueden usar para cualquier aplicación ya sea en ambito comercial como profesional como podemo obsevar ay varios objetos a nuestor alrededor que estan conformados de led y ocupan una cierta parte en el circuito o aparato electornico [4]. Cable de conexión

Estos elementos electronicos permiten el paso de la corriente osea el paso de los electrones tanto para accionar algun tro elemnto esto se producemediante un


puente que se realiza desde la fuente que nos porporcionara energia hasta el elemento electronico destinatario Conductores. Este tipo de elemento tiene poca resistividad al paso de la corriente por lo cual permite el libre flujo de esta, existen varios elementos que nso proporcionan este libre flujo de corriente como el cobre el metal y el mas importante y mas caro el oro Semiconductores. Materiales que permiten parcialmente o poco flujo al paso de la corriente eléctrica, es mejor que un aislante, pero peor que un conductor. Aislantes. Materiales que tienen mucha resitividad y no permiten el paso de la corriente no ay libre flujo de correinte como ejemplos claros podemos observar el plastico caucho, como elementos electronicos tenemos mas conocido como taipe que es un buen aisantes [5]. Sensor Ultrasónico

Los sensores de ultrasonido o tambien conocidos como sensores ultrasónicos son detectores de proximidad en pocos terminos detectores de distancias que trabajan libres de roces mecánicos estos detectan objetos que se encuentren en una determinada distancia. Este sensor produce un sonido al momento que lo detecta y mide el tiempo que la señal que tarda en volver. Estos reflejan en un objeto cualquiera, el sensor detecta el eco producido por el mismo y lo transforma en señales eléctricas, las cuales son diseñadas en un aparato de valoración. Estos sensores trabajan unicamente en el aire zona libre, y pueden detectar objetos tanto con diferentes figuras o formas, sin importar si son de diferentes colores, superficies, volumennes o de diferentes materiales. Los materiales en pueden ser sólidos, líquidos hasta polvorientos. Como su nombre lo menciona o indica, lestos sensores miden la distancia mediante ondas ultrasónicas. Protoboard

Tambien conocido con el nombre de breadbord. Es una especie de tablero en forma rectangular que contiene orificios, en la cual podemos insertar cualquier tipo de elementos electrónicos, para dar origen a un circuito que podamos utilizar en un futuro. Como su nombre lo indica, esta placa protoboard nos sirve para probar, examinar y experimentar con circuitos electrónicos, para dar origen a una nueva creación electrónica la cual procederemos a realizarla en una placa [6]. Procedimiento. 

Primeramente diseñamos un esquema o diagrama referencial donde


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guiándonos de las investigaciones realizadas sobre la zona a tratar el congestionamiento vehicular, colocaremos de la mejor manera los semáforos, también de esta forma realizaremos una proforma de los materiales a utilizar. Una vez realizada la proforma y los planos en sí de la zona determinada, procedemos a adquirir todos los materiales que utilizaremos en su construcción. Procedemos a realizar la maqueta a escala de la Av. Los Chasquis y Rio Cutuchi, tomando en cuenta los sitios específicos de donde se colocaran los semáforos de sus respectivas calles para eso realizaremos un esquema con lápiz de donde se ubicaran todos los elementos.

Realizaremos las infraestructuras aparte como las paredes, las calles, los locales comerciales, los semáforos y las veredas para una vez ya tenerlas listas proceder al montaje del sistema. Una vez realizada todas las piezas correspondientes, procedemos al montaje de las mismas en la triplex.

Terminada la construcción de la maqueta en sí solo de la zona determinada a tratar, continuamos realizando perforaciones en la misma para colocar los semáforos, los display de 7 segmentos y los pulsadores, tambien por donde se introducirá los alambres los cuales van a ir conectados a la protoboard.


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Una vez colocados los implementos electrónicos en la maqueta con sus respectivas conexiones, procedemos a la realización de la codificación ayudándonos del software arduino en donde especificaremos cada función que desempeñara cada elemento colocado.


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Al momento de realizar la codificación asignamos en cada ping la función a realizar de cada elemento, de esta forma procederemos a la realización de las conexiones del arduino a la protoboard, y de la protoboard a los elementos electrónicos.

Ya realizada las conexiones a todos los elementos electrónicos mandamos a correr el programa para probar su funcionamiento y verificar los errores que se presenten en el sistema, y posteriormente dar su respectiva solución


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Concluida el diseño de los semáforos inteligentes y la maqueta que los contiene, procedemos a la decoración de la misma, dando de esta forma una visión real del ambiente a tratar.

2.7 Resultados y Discusión

Para obtener los resultados deseados se realizó un estudio profundo del tema acerca del arduino, obteniendo información de varias fuentes como libros, horas académicas, internet, para enriquecer nuestro conocimiento y de esta manera poder desenvolvernos de mejor manera en la construcción del semáforo inteligente. Mediante se realizaba la práctica tuvimos varios problemas con las instalaciones de los diferentes dispositivos electrónicos a utilizar ya que necesitábamos realizar perforaciones sobre la base que sostenía a toda nuestra propuesta, después de dar solución a las instalaciones y colocar los cables de manera ordenada para que no surjan más problemas futuros, procedimos a la realización del código donde nos percatamos que existían varios comandos que podíamos utilizar en este caso nos fuimos por el más eficiente, ya que debía de cumplir con nuestras expectativas de programadores. El proyecto se lo genera con la razón de que la tecnología esta avanzando a pasos agigantados con el propósito de dar diversas soluciones a problemas que se presentan en la vida diaria en una zona específica de esta forma surge la idea de crear un semáforo inteligente en la av. Los Chasquis ya que en esta determinada zona surgen varios problemas en horas pico dando resultado a una congestión vehicular, es por eso que el semáforo inteligente no es ya una fantasía sino más una realidad en este mundo en el que la tecnología sigue su avance a pasos agigantados. 2.8 Conclusiones General 

Construimos un semáforo inteligente mediante varios elementos electrónicos y software específico para dar solución al problema de congestión vehicular en la Av. Los Chasquis en la cuidad de Ambato. Para una mejor demostración de las funciones que desempeñara el semáforo y en qué sitos específicos se colocara creamos una maqueta a escala de dicha zona a tratar.

Específicos 

Se llegó a investigar sobre las características y las funciones de arduino el cual sirvió para poder implementar en el proyecto y el cual sirvió como refuerzo para


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el módulo de programación además de los conocimientos previamente adquiridos el cual nos sirvió de mucha ayuda para completar este proyecto. Tras varias investigaciones profundas acerca del arduino llegamos a la conclusión que es un dispositivo muy importante tanto en el ámbito académico como profesional ya que nos permite de forma sencilla el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. Realizamos la programación correspondiente mediante el software Arduino en el cual determinamos por medio de comandos y especificaciones cada función que cumplirá cada elemento electrónico que se colocara en la maqueta.

2.9 Referencias bibliográfica

Referencias [1] E. S. Hidalgo, «Decodificador BCD a 7 segmentos,» Mexico, 2014. [2] D. P. d. Diego, «SENSORES DE DISTANCIA POR ULTRASONICOS,» 2006. [3] S. Taleng, «Curso de programación en C++,» EUI (UPV), Valencia, 2008. [4] P. Landín, «UNIDAD TEMÁTICA 2,» Mexico. [5] R. Enriquéz, Guia usuario de arduino, California, 2009.

2.10

Anexos



Semaforos Inteligentes III.

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